Coimbra Acustica

7/25/2019 Coimbra Acustica

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Congresso Construo 2007 - 3. Congresso Nacional17 a 19 de Dezembro, Coimbra, Portugal

Universidade de Coimbra

ANLISIS DEL CONTROL DEL RUIDO EN LOS EDIFICIOSCOMUNITARIOS

C. Hoppe(1), J. Perojo(1), D. Sili(2), I. Lombillo(1), L. Villegas(1), GTED-UC(3)

(1)Departamento de Ingeniera Estructural y Mecnica, Universidad de Cantabria,

Avda. Los Castros s/n, Santander, 39005 Espaa.Telfono: 942201743, Fax: 942201747, e-mail: [email protected],[email protected],[email protected], [email protected],

(2)Departamento de Ingeniera Elctrica y Energtica, Universidad de Cantabria,Avda. Los Castros s/n, Santander, 39005 Espaa.

Telfono: 942200933, Fax: 942201385, e-mail: [email protected]

(3)Grupo de Tecnologa de la Edificacin de la Universidad de Cantabria

Avda. Los Castros s/n, Santander, 39005 Espaa.Telfono: 942201743, Fax: 942201747, e-mail: [email protected], Web: http://grupos.unican.es/gted/

ResumenLos procesos del control del ruido en los edificios comunitarios suelen dar como resultado el manejode gran cantidad de datos que son difciles de manipular, asimilar o comparar. Por ello, la presentecomunicacin, trata de analizar acsticamente algunos de los elementos constuctivos ms empleado enla construccin, para la reduccin del ruido, as como, los sistemticamente olvidados, como son laubicacin del edificio, las instalaciones de fontanera, sistemas pequeos de ventilacin, etc.

Palabras clave: Control de ruido, acstica, edificios comunitarios.

1 Introduccin

Los edificios estn expuestos a ruido procedente de muchas fuentes, unas procedentes del ambienteexterior, como son el transporte de automviles, motos, camiones, aviones, etc. y otros del ambienteinterior, como son los derivados de los ascensores, sistemas de ventilacin, desages, equipos demsica y audiovisuales, etc. El ruido procedente del exterior depende fundamentalmente de laubicacin del edificio y esta vara notablemente en magnitud y carcter entre las distintas ubicaciones,desde las reas suburbanas silenciosas, que bordean zonas rurales a las calles del centro de lasciudades expuestas a trfico intenso o las prximas a aeropuertos o estaciones de ferrocarril. Una


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caracterstica significativa de estas fuentes de ruido es su variacin con la hora del da, siendorelativamente silencioso por la noche, cuando las actividades alcanza un mnimo y ms ruidosasdurante la maana y la tarde, que son los periodos de mayor actividad.

La transmisin del sonido en la edificacin se manifiesta fundamentalmente por las vas area yestructural. Para su control se utilizan los elementos que intervienen en las particiones como sonparedes, suelos, ventanas y puertas para el ruido areo y los elementos antivibrantes para el ruidoestructural, debindose destacar el sonido de impacto como un caso particular del sonido transmitidopor las estructuras que se genera mediante golpes, habitualmente por cada o arrastre de objetos.A Continuacin, analizaremos las principales fuentes de ruido de los edificios y algunos de loselementos ms comnmente empleados para su control.

2 Anlisis

2.1

Ventanas

El aislamiento acstico de las ventanas se rige por los mismos principios fsicos que afectan a lasparedes. Los valores de aislamiento estn influidos por las propiedades del cristal y las caractersticasde los montajes de las ventanas.Las ventanas con un solo cristal siguen razonablemente la ley de masas para las frecuencias medias,por lo que al aumentar el espesor aumenta el aislamiento (6dB cada vez que duplicamos el espesor),pero a frecuencias altas, la frecuencia crtica de coincidencia, limita las prestaciones acsticas. Para uncristal de 4 mm de espesor (vc=5000 m/s) la frecuencia crtica aparece a los 3200 Hzaproximadamente, lo que provoca una prdida de aislamiento importante a dicha frecuencia, para uncristal de 8 mm de espesor resulta a los 1600 Hz y cristales ms gruesos la tienen ms baja. Este

desplazamiento de la frecuencia crtica hacia las frecuencias medias limita el aumento de espesor. Sise requiere un aislamiento global superior a los 35 dB un solo cristal no es una alternativa prctica.Un cristal laminado de dos o ms capas de cristal unidas mediante finas lminas de plstico puedeproporcionar un aislamiento ms alto que el cristal slido para frecuencias prximas a la crtica. Lamejora es debida fundamentalmente al amortiguamiento del plstico entre las capas por disipacin dela energa vibratoria. Con estos cristales se pueden conseguir aislamientos globales superiores a los 40dB.Las ventanas con doble cristal aumentan el aislamiento a frecuencias altas, pero la mejora globaldepende de la separacin de los cristales, en general, cuanto mayor es el espacio entre los dos cristales,mayor es el aislamiento.El sistema funciona como un elemento mecnico simple, masa-muelle-masa, en el que el aire atrapadoen el espacio entre los dos cristales acta como muelle, transfiriendo energa vibratoria de un cristal al

otro. Esta interaccin entre los dos cristales produce una prdida de aislamiento.Esta prdida de aislante aparece en la frecuencia de resonancia del sistema, masa-aire-masa, debido aque la misma depende fundamentalmente de la masa de los cristales y del espacio de aire entre ellos.Cuanto mayor es el espacio o ms pesados son los cristales, menor es la frecuencia a la que se producela resonancia.La frecuencia de resonancia puede determinarse por la expresin:

+=

210

11160

mmdf (1)

En la que: f0= frecuencia de resonancia del sistema en Hz.


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m1, m2= masas superficiales de los cristales, en kg/m2.

d= separacin de los cristales en m.En un cristal doble tpico, sellado en fbrica, como el indicado en la NBE de 6+6 mm de espesor y

masa superficial de cada una de las hojas de 15 Kg/m2, con separaciones que varan entre 5 y 15 mmla frecuencia de resonancia de 179 y 310 Hz que caen dentro del rango de frecuencias de inters.Cerca de la frecuencia de resonancia, el aislamiento acstico es inferior al de una capa nica delmismo cristal, ya que la cmara de aire solo aporta un aumento de aislamiento a frecuencias porencima de la de resonancia. Si aumentamos la cmara de aire y/o utilizamos cristales ms pesados, lafrecuencia de resonancia puede desplazarse fuera del rango de las frecuencias de inters, consiguiendoun aislamiento acstico mucho ms alto.Se puede tener la idea general de que cada vez que duplicamos el espesor de la cmara de aire, elaislamiento global aumenta aproximadamente 3 dB. Duplicar el espesor del cristal tiene un efectoparecido a duplicar el espesor de aire.Otro factor que interviene en el aislamiento acstico de las ventanas son los marcos, la transmisin deenerga sonora a travs de los mismos puede reducir significativamente el aislamiento acstico, sobre

todo en ventanas con un ndice de aislamiento alto. Las ventanas con marco metlico ligero tienenndices de aislamiento global ms bajos. En general debe evitarse el uso de marcos ligeros. Si seprecisan aislamientos altos, el uso de marcos separados, apoyados en paredes estructuralmenteindependientes elimina la transmisin a travs de los marcos.

2.2

Puertas

La NBE no establece especificaciones mnimas de aislamiento acstico para las puertas, pero siproporciona unas ecuaciones empricas en funcin de la masa superficial para predecir el aislamientoglobal de las mismas, en ausencia de valores obtenidos mediante ensayo. Sin embargo, su simpleutilizacin puede motivar la obtencin de resultados muy distintos a las paredes, puesto que, el

aislamiento acstico de una puerta no solo depende del material, sino tambin del tipo, el arco y enespecial de las juntas alrededor del permetro.Las puertas las podemos clasificar por su utilizacin en puertas para interiores y puertas paraexteriores. Las primeras se caracterizan por ser ms simples que las de exteriores y por la diversidadde formas como son las de una o ms hojas, las plegables, las correderas etc., y las segundas secaracterizan por tener mayor masa superficial y mejor ajuste perimetral.Las puertas de exteriores de una o dos paneles suelen tener un bajo ndice de aislamiento global, engeneral no superan los 20 dB, ello es debido al deficiente ajuste de las puertas con los marcos,normalmente aparecen holguras de 4 a 5 mm por los lados de la misma. Por ello, a menos que sereduzcan las fugas de aislamiento alrededor de la puerta, no se puede conseguir una mejora del ndicede aislamiento, sea cual sea la mejora que se realice en los paneles de las puertas.Soluciones como aumentar el peso de la puerta, utilizando maderas de ncleo slido de alta densidad,

no aumenta sustancialmente el ndice de aislamiento acstico, debido a los escapes de sonido a travsde las aberturas alrededor de la puerta. El sellado de estas aberturas por medio de juntas de espuma oneopreno comprimido entre una puerta y el marco son muy eficaces, pero pueden aumentar el esfuerzonecesario para cerrar la puerta. Los cierres magnticos, como los empleados en las puertas de losfrigorficos, funcionan bien con puertas metlicas. Se puede decir que una junta est losuficientemente ajustada cuando se requiere un gran esfuerzo para insertar una tarjeta de crdito entrela junta y la puerta.La mejora del aislamiento en las puertas acristaladas puede conseguirse aumentando su masasuperficial. En puertas ligeras de madera de ncleo hueco, si se retiran las caras y se colocan placas deescayola o metal en el reverso de las mismas y se rellena la cavidad con material absorbente puedeobtenerse un ndice de aislamiento comparable al de una puerta de madera de ncleo macizo. Sin


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olvidar el ajuste perimetral de la puerta, pues de lo contrario, como ya hemos dicho, no se consiguenaislamientos superiores a las 20 dB.Las puertas simples especialmente diseadas para aislamiento acstico pueden lograr valores de ndice

de aislamiento global superiores a los 35 dB si el sellado del permetro es adecuado.Las puertas de madera de panel slido no son muy adecuadas para conseguir buenos ndices deaislamiento, ello es debido a que la frecuencia de coincidencia o crtica, aparece en las frecuencias deinters, esta se puede obtener por la siguiente expresin:

p

cce

cf

=

2

55.0 (2)

En la que: fc= frecuencia crtica en Hz. c = velocidad del sonido en el aire, en m/s. cp= velocidad del sonido en el panel, en m/s. e = espesor del panel en m.

Si consideramos una puerta corriente de panel slida de madera de pino con un espesor de 35 mmcuya velocidad del sonido en la misma es de 4180 m/s, la frecuencia crtica aparece aproximadamentea los 435 Hz, que cae en las frecuencias de inters y motiva para ellas y sus prximas una prdida deaislamiento importante. Para desplegar dicha frecuencia por debajo o por encima de las de interssolamente se puede conseguir modificando el espesor de la puerta. Para desplazarla por debajo serequieren espesores superiores a 150 mm que es una solucin poco prctica por el excesivo aumentodel volumen y peso, por el contrario, si la queremos desplazar por encima, hay que disminuir elespesor por debajo de los 3 mm lo que origina una prdida de aislamiento muy importante. Por ellopodeos decir que este tipo de puertas solo se deben utilizar cuando se requieran pequeos ndices deaislamiento.Las puertas plegables se comportan esencialmente de la misma manera que las puertas normales, salvo

que las juntas entre los segmentos puedan actuar como una va extra de escape. Una puerta correderaes esencialmente una puerta plegable que subdivide un espacio. Es difcil sellar este tipo de puertasporque los suelos y los techos rara vez son planos y paralelos y las consideraciones ms importantesen su diseo se basan en su rendimiento mecnico y durabilidad. Las puertas correderas ms eficacesson las que se instalan entre dos tabiques y llevan el rail de deslizamiento en la parte superior y elcarril gua en la parte inferior, ambos empotrados, en las que el nico problema que pueden tener es laacumulacin de suciedad en el carril gua inferior que hace difcil el funcionamiento de la puerta.La construccin y aislamiento acstico de las puertas exteriores algo distintas de las puertas interiorestpicas, en especial en la actualidad, pues se tienden a instalar puertas de seguridad que se distinguenpor su mayor masa superficial y la insercin de placas de acero en su interior, consiguindoseindirectamente de esta forma un aumento sustancial del ndice de aislamiento. En los locales existentesen los edificios dedicados a ocio, como son los pub, bares, restaurantes, etc. una solucin eficaz para

evitar las fugas de aislamiento en las puertas exteriores es instalar una segunda puerta, separada unadistancia suficiente, de tal forma que se consiga la abertura y cierre de una de ellas manteniendocerrada la otra. Si se aade absorcin acstica entre las puertas, en uno o en los dos lados de la puertaque dan al espacio intermedio, puede mejorar los valores de aislamiento acstico y hacerlas menossensibles a las imperfecciones en los sellos del permetro de las puertas.

2.3

Transmisin estructural

El ruido transmitido por las estructuras es aquel que se origina por la vibracin de las mismas. Unaestructura puede comenzar a vibrar debido a fuentes estables, como pueden ser, bombas, lavadoras,ventiladores, etc., o debido a fuentes de impactos, como son cadas de objetos, martillazos, saltos,


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pisadas etc. Estas vibraciones pueden propagarse por la estructura, con poca atenuacin, hacia diversoslugares donde ponen en vibracin algunas superficies, siendo percibidas por el oyente como sonidotransmitido por el aire o por objetos que se mueven. La excitacin estable de una vibracin transmitida

por una estructura se debe en general al funcionamiento de aparatos mecnicos. La fuerza osciladorapuede ser de carcter peridico como la producida por el desequilibrio de mquinas rotatoria, o puedeser de carcter aleatorio, debido al flujo turbulento en las caeras. Esta fuerza excitadora se transmitea la estructura en los puntos en los que la mquina est rgidamente conectada con ella. Para evitar latransmisin de dichas fuerzas se deben instalarlas mquinas sobre soportes elsticos, por medio demuelles elementos antivibratorios que permitan a la maquina responder libremente a las fuerzas queactan sobre ella. De esta forma, la fuerza transmitida a la estructura a travs de los aisladores devibracin es entonces proporcional a esta respuesta de libre desplazamiento de la fuente multiplicadapor la rigidez o elasticidad del montaje.La excitacin de una estructura por medio de un impacto es el resultado de una fuerza de cortaduracin que es suficientemente grande como para hacer que la estructura vibre, como puede ser lacada de un objeto pesado al suelo. Tanto la fuerza de impacto como el ruido de impacto aumentan

linealmente con el producto de la masa y la velocidad del objeto que cae. Cuando el objeto entra encontacto con el suelo, su velocidad se reduce repentinamente a cero. Si el suelo es muy duro, eldescenso de la velocidad es rpido y el objeto que cae genera un pulso de fuerza de mucha amplitud ymuy poca duracin. Sin embargo, si el suelo tiene una capa de superficie elstica, el descenso de lavelocidad es menos rpido y se genera un pulso de fuerza con poca amplitud, pero de gran duracin.En general el impacto de un objeto sobre un suelo duro produce un espectro sonoro en el quepredominan las frecuencias altas, en tanto que el impacto sobre un suelo con una superficie elsticaproduce un sonido en el que predominan las frecuencias bajas. Soluciones como instalar en los suelosalfombras o moquetas para aislar los impactos de baja intensidad o la colocacin de suelos flotantespara los impactos de mayor intensidad, consiguen resultados de aislamiento estructural importantes.Para controlar l ruido transmitido a travs de las estructuras se puede realizar actuando sobre la fuente,a lo largo de la va de transmisin y cerca del receptor.

Generalmente, la actuacin sobre la fuente es la solucin ms eficaz. Para ello, en primer lugardebemos identificar las potenciales fuentes de ruido que pueden transmitir sonido a travs de laestructura, para situarlas, si es posible, lejos de las reas en las que se requieren niveles bajos de ruido.En segundo lugar, cuando la vibracin se produce por fuerzas oscilatorias o intermitentes derivadas delas mquinas, la reduccin de ruido de la vibracin en la fuente suele requerir la modificacin oreduccin de esas fuerzas o la reduccin de los movimientos de los componentes del equipamientosobre los que estas fuerzas actan directamente.Las fuerzas que resultan del desequilibrio de los componentes rotativos o alternativos puedenreducirse equilibrndolos o reemplazndolos por otros ms equilibrados, por ejemplo cambiar unventilador por otro de bajas revoluciones o mantener bien lubricados los elementos de friccin paraevitar el ruido producido por las fuerzas de rozamiento, son soluciones con las que en general seobtienen buenos resultados.El control de la vibracin en la fuente puede lograrse mediante la reduccin de las fuerzas vibratoriasque transmite la mquina a la estructura a la que est conectada. La insercin de elementos flexiblesentre la mquina y su apoyo es en general el mejor enfoque prctico, para conseguir unos buenosresultados en el aislamiento de la vibracin.Los movimientos de vibracin que produce una fuente en una estructura a la que est unida puedenreducirse aumentando la resistencia al movimiento de la estructura soporte. Esto puede conseguirseaumentando la rigidez de la estructura, la masa o el amortiguamiento, dependiendo de que parmetrocontrole el movimiento de la estructura a las frecuencias de inters.Los aumentos de rigidez son ms beneficiosos para frecuencias por debajo de la frecuencia deresonancia fundamental de la estructura y los aumentos de masa para las frecuencias altas. Cuando seaplique alguna solucin de este tipo se debe tener presente que los cambios de masa o rigidez tambin


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producen el cambio de la frecuencia de resonancia de la estructura. Mediante una adecuada eleccin,las frecuencias de resonancia de la estructura pueden sintonizarse para alejarlas de las frecuencias deexcitacin, reducindose as las vibraciones de la estructura, pero una eleccin inadecuada puede

provocar el efecto contrario.A menudo la propagacin de las vibraciones se puede conseguir interrumpiendo la va de transmisin.Un ejemplo tpico es la unin de los conductos de ventilacin con el ventilador, que debe realizarsemediante uniones elsticas u otros elementos flexibles que son mucho ms blandos que las tuberas alas que estn conectados, con objeto de enviar que las vibraciones de un ventilador se puedentransmitir por las tuberas.Una solucin utilizada muy frecuentemente para aislar los ruidos de impactos es el empleo de suelosflotantes, entendiendo como tales, aquellos que se apoyan sobre el suelo estructural, pero que estncompletamente aislados de ste mediante elementos de apoyo elsticos, de manera que en ningnpunto estn en contacto rgido con el suelo. Su utilizacin ms frecuente en los recintos conequipamientos mecnicos, en salas de baile y en general en cualquier suelo que pueda ser objeto desoportar una fuente de excitacin directa.

La construccin ms tpica de un suelo flotante es una losa de hormign, de espesor suficiente parasoportar la carga aplicada, que se apoya elsticamente sobre muelles metlicos, tacos de resinascomprimidas, mantos elsticos de neopreno o fibra de vidrio etc.. Hay que hacer un seguimientocuidadoso de la instalacin de cualquier tipo de suelo flotante, con el fin de que se realiceadecuadamente. As, cuando se utilice una capa continua de aislamiento semirgido de fibra de vidriopara apoyar el suelo flotante de forma elstica, se debe tener presente que la fibra de vidrio estsometida a deterioro por la humedad, por lo que se deben utilizar lminas de plstico, para sellar todaslas juntas, como barreras contra la humedad y el vapor.La rigidez y la amortiguacin son las propiedades bsicas de un aislador que determinan su utilizacinen un sistema diseado para aportar aislamiento a una vibracin o un impacto. Para su eleccin, esnecesario asegurarse de que hay suficiente capacidad de deflexin en el aislador como para acomodarlos movimientos mximos esperados del conjunto dinmico y que la capacidad de carga del aislador

no es superada.Para evitar daos potenciales al suelo flotante, las cargas que se apliquen sobre el deben estar dentrode los lmites marcados en el diseo, procurando que su aplicacin sea lo ms uniforme posible. Lasobrecarga excesiva sobre una determinada rea puede producir una deflexin extra en el suelo en estazona, que podra sobretensionar el suelo flotante, produciendo la fisura o fractura de la losa dehormign y aportar una va por la que el agua podra filtrarse al espacio entre el suelo flotante y elestructural.En la construccin del suelo flotante se ha de mantener especial atencin en que no aparezcanconexiones rgidas entre el suelo flotante y el estructural o la parte alrededor de la habitacin, puesesto puede reducir radicalmente la mejora del aislamiento a ruido de impacto. Los bordes de la losaflotante se deben unir con las paredes perimetrales con elementos elsticos tales juntas de caucho oneopreno. Se deben considerar tambin otros detalles tales como entradas de conductos o elementos deinstalacin, con el fin de evitar la conexin entre el suelo flotante y el estructural.Se debe tener presente que una vez terminada la construccin, suele ser muy difcil una conexin entreel suelo y la estructura y resulta prcticamente imposible remediar la situacin. Por lo tanto, hay quetener un cuidado extremo con los detalles durante la construccin para evitar las conexiones nodeseadas.La construccin de un suelo flotante que aporte un buen aislamiento al ruido de impacto nonecesariamente asegura un nivel bajo de ruido en la habitacin en que se origina. Por ejemplo,supongamos que queremos instalar un suelo flotante ligero de madera sobre un suelo estructural dehormign, en estas circunstancias el ruido de impacto en la habitacin emisora puede aumentarsustancialmente para as frecuencias bajas, a vece en ms de 10 dB. Este aumento de nivel de ruido deimpacto en la habitacin emisora puede evitarse instalando una alfombra, sobre el suelo flotante.


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Discontinuidades estructurales.Una manera eficaz de controlar la propagacin del ruido transmitido a travs de la estructura es lautilizacin de discontinuidades estructurales. En grande edificios, suelen incorporarse juntas de

expansin con el fin de permitir las expansiones y contracciones trmicas. Resulta conveniente utilizarestas juntas de expansin para controlar la propagacin del ruido transmitido por la estructura,mediante la ubicacin de reas que estn sometidas a impactos significativos y reas que contenganequipamientos vibratorios a un lado de la junta de expansin y la ubicacin de reas tranquilas al otrolado.Para la separacin de las unidades de viviendas contiguas mediante discontinuidades estructurales queaportan un aislamiento adecuado de ruido transmitido tanto areo como estructural, se debe prestarespecial atencin en que no aparezcan puentes acsticos debidos a paso de tuberas, cadas de cascotesen el interior, etc. que pueden hacer que la discontinuidad estructural no resulte efectiva, por ello aldisear y construir, hay que tener mucho cuidado para prevenir estos puentes acsticos. Rellenar elhueco entre las paredes con un material elstico, como un tablero semirgido de fibra de vidrio o lanade roca, resulta til para impedir la acumulacin de residuos durante el levantamiento de la segunda

pared.

2.4 Paredes compuestas

Una pared puede estar compuesta de dos o ms elementos que contengan distintos ndices deaislamiento, por ejemplo, una pared que contenga una puerta y una ventana. En este caso, el valorglobal del ndice de aislamiento acstico de la pared compuesta puede determinarse a partir los ndicesde aislamiento de los componentes individuales mediante la siguiente expresin:

=

=

=n

i

R

i

n

i

i

Gi

s

s

R

1

1010

log10 (3)

En la que: RG= ndice de aislamiento global, en dB o dB(A) Ri= ndice de aislamiento de los elementos, en dB o dB(A) Si= Superficie de los elementos en mm2.

Las ventanas y puertas no suelen tener ndices de aislamiento altos, si lo comparamos con los ndicesque puede tener una pared, por ello, si se incluyen en la misma el aislamiento global del sistema sereducir. Esto puede compensarse seleccionando reas e ndices de aislamiento de los componentes demanera que las prdidas de aislamiento globales y los valores de los ndices de aislamiento del sistemase ajusten a los criterios que se requieren en el diseo.

El aislamiento acstico es funcin de la frecuencia y por ello los clculos deben llevarse a cabo paracada banda de frecuencia, para despus determinar el ndice de aislamiento global segn loespecificado en la norma UNE-EN ISO 150717-1. Sin embargo, puede obtenerse una aproximacinutilizando los ndices de aislamiento globales.

La expresin anterior tambin nos puede servir para valorar las prdidas de aislamiento,debido a las fugas de aislamiento, entendiendo como tales como el paso del sonido a travs degrietas o agujeros en la estructura del edificio. Las fugas de aislamiento ms frecuentes en losedificios se deber a:

Huecos no sellados alrededor de puertas y ventanas. Aberturas alrededor de las tuberas en los lugares de entrada y de salida de las paredes. Grietas en las paredes. grietas alrededor de los bordes de puertas y ventanas.


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Tomas elctricas colocadas reverso contra reverso etc.Aunque el rea que origina una fuga de aislamiento sea pequea, el ndice de aislamiento seconsiderar nulo para los clculos.

Un razonamiento sencillo para combinar los componentes de una pared con varios elementos esobligar a que todos ellos tengan el mismo valor del ndice de aislamiento. En la prctica esto no sueleser posible, en especial, cuando el ndice de aislamiento que se requiere es alto y la pared incluyeventanas y puertas. Una pared con un ndice de aislamiento es ms fcil de construir que una ventana ouna puerta con ndices altos.Veamos con un ejemplo lo expuesto. Supongamos una pared de ladrillo cermico perforado de pie,que tiene un espesor de 14 cm., una masa superficial Mp=250 kg/m2 y una superficieSp=6x2,5=15m2, en la que se va a instalar una puerta maciza de madera ligera laminada unida conbastidor, que tiene un espesor de 3,5 cm, una masa superficial Mm=21 Kg/m2 con una superficieSm=0.8x2,1=1,68m2 y una ventana de carpintera clase A-2 y acristalamiento de una hoja de espesor5mm., que tiene una masa superficial Mv=13 Kg/m2 y una superficie Sv=1,4x1,5=2,1 m2.Con estos elementos vamos a determinar el ndice de aislamiento global de la pared compuesta en las

siguientes situaciones:Colocacin de la puerta y ventana perfectamente instalados sin ningn tipo de desajuste en loscontornos y cierres.La misma situacin anterior pero ahora con media ventana abierta.Conjunto de pared con puerta y ventana cerradas y una abertura de ventilacin de 0,14x0,14 m. sincolocacin de rejillas.

PRIMERA SITUACIN

Clculo de los ndices de aislamiento acstico de los distintos componentes, segn se establece en elanexo 3 de la NBE.Pared: )(465,41250log5,36 AdBRp ==

Puerta: )(14821log6,16 AdBRm ==

Ventana: )(245,145log3,13 AdBRv =+=

El aislamiento global de los tres elementos es:

)(231068,1101,2102,11

15log

4,14,26,4 AdBRG =

++=

Como podemos observar se ha perdido el 50% del aislamiento respecto al elemento que ms asla quees la pared, lo que representa una mala eleccin de pared, puerta y ventana segn situacin:

SEGUNDA SITUACIN

En este caso los ndices de aislamiento de los materiales siguen siendo los mismos, pero en estasituacin hay que considerar como un elemento ms el hueco de la media ventana que se ha abierto,que tiene una superficie Sn=0,75x1,4=1,05 m2 y un ndice de aislamiento Rn=0, con lo que resulta unaislamiento global de:

)(3,111068,105,11005,11022,11

15log10

4,14,26,4 AdBRG =

+++=


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La conclusin en este caso es que nos hemos quedado prcticamente sin aislamiento.

TERCERA SITUACIN

Las variantes en este caso son la superficie de la pared y la abertura.Sa=0,14x0,14=0,0196 m2; Sp=11,22-0,0196=11,2 m2

Con lo que resulta un aislamiento global de:

)(220196,01068,1101,2102,11

15log10

4,14,26,4 AdBRG =

+++=

Como vemos en este caso la prdida de aislamiento con respecto a la primera situacin estudiada essolamente 1 dB(A), prdida que se pede minimizar colocando la rejilla de distribucin de aire.

CUARTA SITUACIN

En este aso solamente tenemos dos elementos, que son la pared y el hueco que proporcionan unaislamiento global de:

)(9,28019,010981,14

15log10

6,4 AdBRG =

+=

Como vemos la prdida de aislamiento con respecto a la pared es insuficiente. Para minimizar laprdida se debe elegir un tipo de rejilla que no tenga la entrada directa de aire.

2.5

Fontanera

Cuando el agua fluye a travs de las caeras, a menudo genera niveles de ruido que causansituaciones desagradables y de molestia, sobre todo cuando se oyen bajantes o se origina ruido por laducha de un vecino, de madrugada.Las fuentes de ruido en un sistema de fontanera de un edificio se caracterizan por los mecanismos degeneracin de ruido, como son: turbulencias, cavitacin, flujo de aguas residuales, salpicadura de aguay golpes de ariete, as como las instalaciones asociadas, lavadoras, lavavajillas, cisternas de retretes,duchas, lavabos, etc..El flujo de los lquidos en las tuberas se clasifican, como flujo laminar o flujo turbulento. En el flujolaminar, el lquido fluye de manera que las partculas del lquido se mueven a lo largo de vas paralelas

entre s en la direccin general del movimiento. En el flujo turbulento, existe un movimiento irregulary aleatorio de las partculas en direccin transversal a las del flujo principal. Las variables quedeterminan el tipo de flujo se fijan mediante un nmero adimensional, denominado nmero deReynolds. Para nmeros de Reynolds superiores a 4000 el rgimen es turbulento, circunstancia queocurre en las instalaciones de fontanera que superan ampliamente dicho nmero.En los tramos de tubera, si son rectos, el ruido resultante del flujo turbulento del fluido esrelativamente insignificante. Sin embargo, cuando hay codos o piezas en T y la velocidad es alta,puede surgir ruido que cause problemas.Aunque la mayora de ruidos en los sistemas de fontanera estn producidos por el flujo turbulento, enocasiones, sobre todo en vlvulas semicerradas aparece el fenmeno de la cavitacin, que da comoresultado un gran aumento de los niveles de ruido. La cavitacin es la formacin y posterior colapsode burbujas dentro del flujo y para que se produzca, tiene que existir una restriccin local en el flujo de


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agua que de cmo resultado velocidades altas y presiones bajas localizadas. A medida que estasburbujas se mueven a travs de zonas de restriccin la velocidad desciende y la presin aumenta,dando como resultado el colapso repentino de las burbujas, con fluctuaciones extremas de las

presiones locales, que originan aumentos importantes de los niveles de ruido.Las instalaciones tales como fregaderos, baeras, duchas y retretes son fuentes de ruido que puedengenerar molestias dentro del edificio. Los principales mecanismos de generacin son en general lacavitacin de los grifos, las salpicaduras del agua sobre el fondo de las baeras o duchas y el flujointermitente del agua residual a travs del desage.El ruido originado por los electrodomsticos tales como, lavadoras y lavavajillas, se los suele asociar alos sistemas de fontanera y representan una fuente potencial significativa de ruido. El mecanismoprincipal de generacin de ruido de estos electrodomsticos son las vibraciones, que se puedentransmitir a la estructura especialmente si se colocan en contacto con el suelo.Otra fuente importante de ruido en los edificios son las bombas de agua y est relacionada con losimpulsos hidrodinmicos inherentes a toda ella. La frecuencia fundamental de ruido generado por labomba se obtiene multiplicando el nmero de revoluciones por el nmero de aspas. Las frecuencias

altas son el resultado de la cavitacin que producen las aspas propulsoras. Otra fuente de ruidoimportante de las bombas est relacionada con los desequilibrios del motor o de la caja de transmisinque pueden transmitir vibraciones a la estructura.El ruido intenso y agudo conocido como golpe de ariete se produce cuando un flujo estable en unsistema de distribucin de lquidos es interrumpido sbitamente. Este fenmeno a veces se producedurante los ciclos de lavado y aclarado de las lavadoras y lavavajillas.

Control del ruido:Todos los componentes de la fontanera deben estar aislados de la estructura del edificio.Todas las tuberas que van por paredes, suelos y techos se deben anclar a los mismos, con elementoselsticos, con lo que se puede conseguir aislamiento de ruido que puede llegar a los 10 dB.Siempre que las tuberas pasen a travs de la estructura o entren en contacto con la pared, se debe

envolver la zona de paso con material elstico como el neopreno, lana de roca o fibra de vidrio, deespesor entre 5 y 10 mm. Adems es importante sellar el permetro alrededor de todas las tuberas,grifos, espitas que penetren en las paredes, suelos y platos de ducha.Cuando se utilizan tuberas de plstico en las bajantes de aguas residuales, dentro de un muro deseparacin, los espacios habitados adyacentes pueden experimentar un nivel de ruido inaceptable. Esteruido puede minimizarse o incluso eliminarse utilizando tuberas con gran masa superficial aisladas dela estructura del edificio.Cuando se realiza el proyecto se debe minimizar el nmero de codos y uniones en T, para reducir asla oportunidad de que se produzcan turbulencias y cavitacion.El ruido que se genera por el impacto del agua sobre el fondo de la baera o ducha puede minimizarseaislando el conjunto de la estructura del suelo y la pared. De ah que las duchas y baeras debaninstalarse sobre planchas elsticas. Anlogamente los retretes se deben soportar sobre base elsticacomo el neopreno.Las conexiones entre electrodomsticos, tales como lavavajillas, lavadoras, etc., deben realizarsemediante tuberas flexibles tanto para la toma de agua como para los desages. Los impulsos de golpede ariete asociados a estos electrodomsticos pueden amortiguarse parcialmente, si dichos conductosflexibles son lo suficientemente largos.Una de las fuentes importantes de ruido en un edificio son las bombas de agua, el aislamiento acsticode las mismas, sus sistemas de anclaje, las tuberas de conexin y transporte y los servicios elctricosasociados con ellas puede lograrse actuando de la forma siguiente:Su ubicacin debe realizarse lo ms lejos posible de las zonas habitadas y el recinto en que se instalanse debe aislar para evitar la transmisin del ruido areo.


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El apoyo de la bomba y motor se deben instalar sobre una losa de suficiente espesor y esta sobreelementos elsticos (pueden ser muelles metlicos) que descansan en el suelo, para evitar latransmisin de vibraciones a la estructura.

Las conexiones entre la bomba y el motor y las tuberas y conexiones elctricas asociadas, deben serflexibles.Las sujeciones de las tuberas a las paredes, suelos y techos debe realizarse mediante elementoselsticos.El paso de las tuberas a travs de paredes o suelos se deben realizar mediante elementos elsticos,tales como neopreno, lana de roca o fibra de vidrio, para evitar el contacto directo de las tuberas conla estructura.

2.6

Ascensores

Los ascensores constituyen fuentes sonoras intermitentes que pueden funcionar tanto de da como denoche. Las principales fuentes de ruido son la sala de mquinas, las guas y carriles y la puerta de la

cabina. Tambin se pueden producir ruidos de impacto, producidos al pasar el ascensor por lossistemas de seguridad o por el cierre de las puertas.Los sistemas de control del ruido son anlogos a los utilizados para los sistemas de fontaneradescritos anteriormente, en el que se utilizan aislamientos al ruido areo para la cabina y elementoselsticos y antivibratorios para todos los soportes de maquinaria y guas del ascensor.

2.7

Fuentes de ruido exteriores

Estos ruidos son generados principalmente por el trfico rodado tanto en zonas urbanas como eninterurbanas y ocasionalmente por el trfico areo o ferroviario, al que hay que agregar los demstipos de ruido generados por el uso de los espacios urbanos, como los generados por la propia

comunidad, los de origen industrial, etc.En lo que sigue incidiremos principalmente en el ruido del trfico rodado, pero en cualquier caso loque interesa es determinar el nivel sonoro en el exterior de las fachadas exteriores, para poderdeterminar el aislamiento acstico necesario.El ruido de trfico rodado es el resultado de la superposicin de diversos ruidos provocados por elmotor, transmisin, neumticos, tipo de calzada, velocidad, etc., No solo por un vehculo sino por quesuele ser la superposicin del paso de diversos tipos de vehculos, repartidos sobre la calzada conposiciones, velocidades y aceleraciones diversas. As el tratamiento del ruido de trfico debe sertratado estadsticamente.Para su estudio se hace necesaria la definicin de una serie de parmetros con objeto de evaluar losdatos fundamentales que sirven para la determinacin del ruido producido por el trfico, como son:Medida de vehculos que circulan por hora, como suma de las motos, coches, camiones ligeros y

camiones pesados. Esta medida se debe hacer en horario diurno y nocturnoVelocidad media de circulacin de los vehculos. Si no se dispone de datos se puede tomar lavelocidad mxima permitida en la va tanto para vehculos ligeros como para pesados.Situacin de la calzada respecto al punto de recepcin, determinando las distancias, alturas y ngulovisual.La pendiente de la va y tipo de calzada.La existencia a no de barreras.Utilizando los datos de los parmetros descritos en los modelos de prediccin podremos conocer losniveles de ruido en los puntos de la fachada que nos interese.


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2.8

Ruido conversacional

El nivel de sonido emitido en conversaciones normales presenta variaciones apreciables, pudindoseestablecer como valor medio de 60 a 65 dB(A) medidos a la distancia de 1m y con oscilaciones quepueden ir de 45 a 55 dB(A) cuando se hacen en voz baja hasta 95 a 100 dB(A) cuando se grita.El rango de frecuencias dominantes para la palabra va de 200 a 4000 Hz. Las vocales desarrollan susniveles principalmente por debajo de los 1500 Hz y las consonantes por encima. El mximo de energase presenta en las frecuencias medias de 400 a 800 Hz aunque la zona de frecuencias altas de 1000 a4000 Hz donde desarrollan la energa las consonantes.La percepcin de las conversaciones de unos locales a otros depende del ruido ambiente, de tal formaque una misma conversacin puede ser inaudible durante el da y ser totalmente comprensible durantea noche.

2.9

Ruido emitido por la radio, televisin y equipos de alta fidelidad

El nivel de ruido emitido por la radio y televisin y las fluctuaciones del nivel instantneo dependenen gran medida del programa que se escuche. La escucha a volumen normal de este tipo de aparatospuede registrar una medida de nivel de presin acstica de 60 dB(A), medidos en el centro del recinto,mientras que a gran volumen el nivel medio puede ser del orden de 75 dB(A).Las cadenas de alta fidelidad pueden alcanzar niveles de hasta 100 a 105 dB(A). El espectro defrecuencias que barre cualquiera de estos aparatos es muy amplio. En estos niveles de ruido tambin seencuentran los actuales equipos de reproduccin de cine en casa, en especial con los reproductores desonido de efectos especiales. Por ello, se debe tener presente al proyectar los aislamientos acsticos enlas viviendas que en los recintos en los que se instalen estos equipos se debe disponer un aislamientomuy superior al resto del edificio de tal forma que se pueda disfrutar de dichos equipos, sin queproduzcan molestias a su entorno.

2.10

Instrumentos musicales

Los instrumentos musicales generan unos niveles sonoros que varan entre mrgenes muy amplios quepueden ir de 70 a 100 dB(A), as como el margen de frecuencias que emiten, dependiendo as mismodel tipo de instrumento musical.Los instrumentos de msica y cuerda o viento corrientes pueden generar sonidos con unos niveles de90 a 100 dB(A) medidas a un metro de distancia, en una gama de frecuencias de 50 a 1500 Hz segnel tipo de instrumento. Para el piano el nivel acstico puede llegar a los 70 dB(A) medido a la mismadistancia.

3 Conclusiones

Las afecciones de ruido en los edificios son fuertemente dependientes de su lugar de enclavamiento yde las horas del da. Por ello es muy importante tener en cuenta estos aspectos en la fase de diseo. Porotro lado, debe de estudiarse cada elemento constructivo y contrastar si es apto para el uso que se lepretende dar.Finalmente, ningn elemento trabaja bien en circunstancias diferentes a las de diseo por lo que lostrabajos posteriores a la insonorizacin del edificio deben ser cuidadosamente estudiados, realizados ysupervisados para su correcto funcionamiento.


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Referencias

[1] Beranek, L.L.: Noise and Vibration Control. Ed: Mc Graw Hill. Ao 1971

[2]

Bruel & Kjr.: Noise and VibrationAo 1982

[3] Hoppe, C. Rioyo, J.: Medida y Control de Ruido y Vibraciones. Ed: Servicio de publicacionesde la Universidad de Cantabria. Ao 1988.

[4] Llenares, J. Llopis, A.: Acstica Arquitectnica Ed: Servicio de publicaciones de la UniversidadPolitcnica de Valencia. Ao 1987.

[5] UNE-EN 1026:2000 Ventanas y puertas. Permeabilidad al aire. Mtodo de ensayo 1

[6] UNE-EN 12207 (Ventanas y puertas - Permeabilidad al aire -Clasificacin),

[7] UNE 100153: 1988 IN. Climatizacin. Soportes antivibratorios. Criterios de seleccin.

[8] UNE EN 200: 2005 Grifera sanitaria. Grifos simples y mezcladores (PN10). Especificacionestcnicas generales.

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