Así son los absorbentes acústicos minerales para acabar con el ruido.
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Así son los absorbentes acústicos minerales para acabar con el ruido
Cada vez somos más conscientes de que el ruido continuado y a elevados niveles es perjudicial para la salud.
Al igual que se investiga para poder prevenir las enfermedades de todo tipo, los científicos también buscan soluciones para evitar que la contaminación acústica cause estragos en la población.
Investigadores de los laboratorios suizos Empa han desarrollado absorbentes acústicos innovadores con espumas minerales.
Una de sus principales características es que son mucho más delgados que los materiales convencionales, algo fundamental para su aplicación real. Y la otra, clave, es que pueden diseñarse de manera específica para diferentes frecuencias.
Los investigadores han probado con éxitos, por primera vez, para amortiguar el ruido, en una entrada de vehículos en la ciudad de Zurich.
Absorbentes acústicos ultrafinos
En la lucha contra el ruido, cada centímetro cuenta en el sector de la construcción. Los absorbentes acústicos tradicionales suelen estar fabricados con materiales voluminosos como lana de roca o espuma de melamina.
Sin embargo, para amortiguar eficazmente incluso las frecuencias sonoras más bajas, se requieren capas gruesas de materiales aislantes, lo que ocupa espacio, limita el diseño y, a menudo, ni siquiera es viable en exteriores.
Por ello, junto con la empresa de Cavis, los investigadores de Empa han desarrollado absorbentes acústicos ultrafinos de yeso mineral o espumas de cemento. Estos son tan eficaces como los absorbentes convencionales, pero aproximadamente cuatro veces más finos.
Material ajustable a rangos de frecuencia específicos
Otras ventajas: las espumas se pueden ajustar a rangos de frecuencia específicos y son fáciles de cortar e instalar. Fabricadas con yeso o cemento, son ignífugas, reciclables y no liberan partículas nocivas.
Las espumas de cemento también son resistentes a la intemperie y, por lo tanto, aptas para exteriores.
Según Bart Van Damme, investigador de Empa, la alta absorción acústica a pesar de su bajo espesor se basa en un diseño patentado:
«La estructura porosa variable de las espumas minerales obliga al aire a tomar una ruta más larga para entrar y salir del material. A pesar del bajo espesor, esto crea la impresión de un absorbedor de ondas sonoras mucho más grueso».
¿Cómo se ha creado el nuevo material absorbente de ruido?
El factor decisivo es tener poros lo más grandes posible con paredes lo más delgadas posible. Los investigadores del laboratorio de Acústica/Reducción de Ruido de Empa utilizan varias capas porosas para este nuevo tipo de absorbente acústico.
No solo varían el espesor de las capas individuales y el tamaño de los poros, sino que también les proporcionan pequeños orificios. Si bien las espumas, con un contenido de poros superior al 90%, pueden fabricarse a partir de yeso o cemento mediante procesos establecidos, la perforación se sigue realizando a mano.
Los investigadores también utilizaron un modelo numérico para simular el flujo de aire a través de los poros de las espumas minerales a nivel mínimo.
«De este modo, podemos simular e incluso influir específicamente en el comportamiento acústico de todo el material variando el tamaño de los poros, la perforación y la estructura de las capas», afirma Van Damme.
Reducción real de 4 dB en el ruido del tráfico
El ruido del tráfico se encuentra típicamente en el rango de 500 a 1000 hercios. Los cálculos del modelo muestran que cuatro capas coordinadas de espuma mineral de poros finos con un espesor total de aproximadamente 5,5 centímetros son suficientes como material aislante para este rango de frecuencia.
Un prototipo inicial con una superficie total de doce metros cuadrados ya se ha probado en una entrada de vehículos junto con la ciudad de Zúrich. En la simulación preliminar de la entrada, los investigadores optimizaron la disposición de los paneles individuales en las paredes.
Comparación con otros materiales convencionales
Las mediciones controladas in situ confirmaron las predicciones: el nivel de ruido se redujo hasta en 4 decibelios gracias a los 72 paneles. El efecto fue especialmente notable para los vehículos que pasaban al acercarse o salir de la entrada, ya que el sonido se refleja varias veces en los paneles al entrar en el patio.
Una comparación con la lana de roca convencional demostró que los nuevos absorbentes son más fiables a bajas frecuencias y ligeramente menos eficientes a frecuencias más altas, pero aun así reducen la transmisión del sonido en la zona de máxima absorción.
«Incluso una instalación tan compacta como la de la entrada reduce significativamente el ruido», concluye Van Damme.
Hacia los absorbentes acústicos minerales
En el futuro, los absorbentes acústicos minerales podrían instalarse en entradas de vehículos, bajo balcones o en fachadas de calles ruidosas.
Como con todos los absorbentes de poros abiertos, el requisito previo es la protección contra la intemperie y la suciedad, por ejemplo, con una capa superior perforada. «Idealmente, los absorbentes ya se tienen en cuenta en el diseño arquitectónico de los nuevos edificios», explica Van Damme.
Los elementos también pueden integrarse fácilmente en huecos de escalera o grandes espacios interiores como oficinas, comedores o pabellones deportivos, incluso desde una perspectiva de diseño, ya que la espuma mineral porosa está hecha del mismo material que las superficies de las paredes.
Producción compleja y parcialmente artesana
Según Bart Van Damme, la idea del absorbente surgió hace varios años. Sin embargo, el gran avance se logró gracias a la combinación del desarrollo de materiales y el modelado acústico en el marco de un proyecto de Innosuisse.
Gracias al modelado, el absorbengte ahora puede personalizarse con flexibilidad: ¿Debería amortiguar tonos particularmente bajos, como en grandes salas? ¿O debería ser más eficaz en tonos medios, como el ruido del tráfico, oficinas o aulas?
La mala noticia de este artículo es que, actualmente, la producción de este eficaz absorbente de sonido sigue siendo compleja y se realiza parcialmente a mano.
