Elementos en madera para acondicionamiento acústico

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Revista M&M
Elementos en madera para
acondicionamiento acústico
Jose Luis Ordóñez Jiménez
Periodista M&M
Para el tratamiento acústico de diferentes lugares en casas, edificios, oficinas y salones de grandes
dimensiones, es posible utilizar elementos en madera como puertas, divisiones y difusores, y con ellos,
obtener espacios con niveles controlados de ruido y una estética acorde con el ambiente.
L
os procesos de acondicionamiento acústico son implementados, tanto en pequeñas habitaciones de casas,
como en grandes recintos de edificios destinados al trabajo y a la producción. Conocer las especificaciones técnicas
requeridas para cada uno de ellos es necesario si se quiere
resultados de calidad, por ello, la Revista M&M presenta
algunos de los factores que se deben tener en cuenta para
un correcto manejo del sonido en diferentes lugares.
En este sentido, conocer las características de un sonido permitirá determinar su grado de afectación en un
lugar, y con ello, de ser requerido, tomar los correctivos
necesarios para que el sonido se desenvuelva de manera
apropiada.
El sonido es una onda que ejerce presión sobre un objeto
y cuando este vibra crea una perturbación mecánica en
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el medio, generalmente el aire, que
permite la propagación de las ondas,
las cuales percibimos de diversas formas, y que se diferencian gracias a
las propiedades que la componen.
Entre las propiedades que permiten
definir las características de un sonido, en cuanto a calidad se refiere, se
encuentran: la amplitud, la frecuencia, la intensidad, la reverberación,
la reflexión de ondas, y los decibeles
(dB) (véase tabla Glosario), este último permite conocer el grado de dB
a los que puede estar sometida una
persona, para evitar que sufra daños
en su sistema auditivo.
Por ejemplo, los sonidos mayores a
70 dB producen efectos psicológicos
negativos cuando se adelantan tareas
que requieren concentración y atención; los sonidos entre 80 y 90 dB generan reacciones de estrés, cansancio
y alteración del sueño. Los ruidos entre 100 y 110 dB, denominado “umbral
tóxico”, pueden ocasionar lesiones del
oído medio. Un nivel aceptable de sonido es aquel que no sobre pasa los 50
dB; superar este nivel puede provocar
perturbaciones en el desempeño normal de una persona.
Referente a la frecuencia, otra propiedad que permite clasificar un
sonido, el oído humano es sensible
a las vibraciones que se encuentran
entre 20 a 20.000 hertz (Hz), por lo
que las frecuencias que son superiores o inferiores a dicho rango, no
pueden ser procesadas de manera
adecuada.
Pero, tan importante como conocer
las características del sonido es conocer las de un lugar que se desea
tenga buena acústica, esto permite adecuar el espacio y para ello, se
debe tener en cuenta que las superficies sean uniformes, puesto que
de no serlo, pueden distorsionar las
ondas sonoras y generar ruidos o señales que no puedan ser fácilmente
audibles.
El sonido en su lugar
Para minimizar las interferencias sonoras de un lugar, es necesario colocar sobre las paredes y los techos,
materiales absorbentes que reduzcan los ecos y los valores demasiado
altos en el tiempo de reverberación.
Por lo que obtener una buena acústica dependerá de la modificación
en la orientación de las diferentes
superficies que conformen en el recinto, para procurar que el sonido se
distribuya de manera uniforme.
Paneles perforados en madera, utilizados en el estudio
de grabación AUDIOBOX de Bogotá.
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En este sentido, para mejorar la acústica de un espacio, es necesario someterlo a estudios previos puesto
que es diferente el tratamiento que
se aplica para que las voces de un
recinto se escuchen bien, que el que
se adelanta para que el ruido de una
máquina no interfiera en otro lugar.
En el estudio previo se determina las
dimensiones del lugar (alto, largo y
ancho), y los materiales con los que
está construido tanto paredes como
techos, (metal, concreto, hormigón)
y con ello definir el tipo de trabajo a
realizar, ya sea acondicionar (modificar un espacio con el propósito de
que dentro de este, el sonido se disperse de forma pareja), o aislar (para
que el sonido de un espacio no se
trasmita o pase a otro lugar).
En el caso de oficinas, resalta Carlos
Ramírez, gerente comercial de Aqstica, “un estudio previo, por ejemplo,
en una sala de juntas de un edificio de
oficinas, puede determinar que no es
viable instalar un cielo raso en drywall
liso –por estética y por acústica– así
que lo ideal es usar cielos rasos modulares en madera perforada con material absorbente, los cuales brindan
una mejor acústica y estética”.
De igual manera, para espacios de
grandes dimensiones como bodegas,
auditorios o salas de concierto, que
ya tienen un diseño definido producto del estudio previo, “se ha podido
determinar que la mejor opción es el
uso de plafones en la parte superior
del recinto, con el propósito de reducir ecos, y repartir de forma pareja el
sonido”, resalta Ramírez.
Realizar un estudio o simulación
acústica previa, por medio de programas de moldeamiento acústico
tipo Insul –con el que se puede tener una proyección del comportamiento acústico de paredes, suelos,
techos y ventanas, requerido– para
el caso de aislamiento; y sistemas
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musicales –por sus alto desempeño
acústico– otros como los MDF, los
aglomerados, la chapilla, el pino, el
chingalé o el marfil son usados para
desarrollar materiales de aislamiento
acústico, como puertas, divisiones y
difusores entre otros, los cuales son
utilizados para equilibrar los ecos en
una sala y generar, de paso, una mejora en la inteligibilidad del sonido en
un espacio determinado.
Tarima enchapada en madera y concha acústica en madera del Auditorio
de la facultad de música de la Universidad Sergio Arboleda.
CATT-Acoustics, para acondicionamiento acústico –que permiten conocer cuál será el comportamiento
de las ondas sonoras en un espacio
determinado–, permitirá conocer
factores como el tiempo de reverberación, que es el parámetro más utilizado por las empresas dedicadas a
trabajos de acondicionamiento acústico, y con ello definir los materiales y
acabados ideales para cada lugar.
que permite crear espacios con una
respuesta sonora adecuada, es la
madera, un material versátil y atractivo, utilizado frecuentemente en la
fabricación de sistemas para la mejora acústica de espacios en diferentes
sectores industriales y comerciales.
Madera y acústica
Una característica que hace de la madera un buen complemento en el tratamiento del sonido, es su rigidez, la
cual le permite menores niveles de
vibración, en respuesta a las ondas sonoras que percibe y, con ello, absorber
diferentes tipos de frecuencias.
Un elemento que no solo tiene excelentes características estéticas, sino
Si bien, algunas madera son escogidas
para la fabricación de instrumentos
Además, la madera posee un alto grado de compactación entre las fibras
que la componen y, en este sentido,
existen maderas con densidades altas
como la haya, el castaño, y el roble,
entre otras; y densidades medias,
como pino, balso y olmo que permiten
minimizar el paso de ondas sonoras.
Los sistemas acústicos diseñados con
madera tienen la ventaja de ser instalados en diferentes lugares, debido a
que su estructura puede ensamblarse
en un lugar diferente a su fabricación,
y posteriormente ser instalados, lo
que hace mucho más versátil su manejo en comparación con materiales
como el driwall, que deben ser armados e instalados en el mismo lugar.
Por otra parte, la variedad de texturas que acompaña a los diferentes
tipos de madera, permite diferentes
gamas de acabados, lo que le da un
plus estético a este material.
Sistemas para
acondicionamiento acústico
Un acondicionamiento acústico está
enfocado a facilitar que, dentro de
un espacio, el sonido se desplace de
manera uniforme, por lo que siempre es necesario realizar acondicionamientos en las paredes, los pisos,
los techos y reparar cualquier grieta
o apertura existente en la edificación.
Plafones en madera descolgados, instalados para la mejora acústica
en el Auditorio de Medicina Legal.
Para este propósito son utilizados difusores, trampas de bajos, paneles
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acústicos, listones y plafones, que proyectan el sonido de
manera uniforme sobre una audiencia sin necesidad del
uso de sistemas de amplificación en lugares como teatros,
cines y salones de conferencias, entre otros.
• Difusores
Utilizados principalmente en estudios de sonido, salas
de ensayo de conciertos, teatros y cines, los difusores de
madera proporcionan una mejora en la calidad sonora,
mediante la dispersión de la energía acústica, en un determinado rango de frecuencia.
Difusor QRD (Quadratic-Residue Duffusor) en madera, utilizado
en el estudio de Mastering Camilo Silva.
Estos elementos están compuestos por módulos de
madera que pueden presentarse en medidas estándar de
60 cm x 60 cm, divididos en secciones que, dependiendo
a la frecuencias al cual se someterán, determinará cuál
será la profundidad, la cantidad, el tamaño y la altura de cada uno de los elementos que componen el sistema, y con ellos, obtener un difusor que cubra rango
determinado.
• Trampas de bajos
El propósito de estos dispositivos es atrapar sonidos mediante un material, el cual vibra en respuesta a los sonidos producidos a baja frecuencia y silencia las vibraciones para evitar que éstas resuenen en el espacio.
Las trampas están compuestas por un marco de madera,
generalmente de pino de 2 mm a 5 mm –los espesores
varían según la frecuencia que se necesite atenuar–, y un
contrachapado liso que tiene como objetivo atrapar eficazmente los sonidos de baja frecuencia.
Además, contiene un aislamiento de fibra de vidrio rígido
instalado detrás del panel, para absorber las vibraciones
de la madera. Las características de tamaños de las trampas de bajos no tienen un estándar, estos se sujetan a los
cálculos y los modelamientos realizados en la etapa de
simulación acústica.
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Ejemplos de porcentajes de perforación de panel perforado
Tablero de madera aglomerada con
una perforación del 7,7 %
Tablero de madera aglomerada con
una perforación del 25,2 %
Ejemplos de porcentajes de perforación de panel ranurado
Trampas para
bajo fabricadas en
madera, utilizadas
en Cine Bogotá
SchallerTech
(arriba), y Salones
facultad de música
Universidad
Sergio Arboleda
(derecha).
• Paneles acústicos
Estos paneles lisos de madera –de
uso en pisos y techos– están fabricados con tableros aglomerados de
acabados lisos, perforados o ranurados, con cavidades de aire que,
en promedio, están entre 4 cm y
40 cm, y que permiten mejoran la
Tablero de madera aglomerada con
un ranurado del 25,5 %
calidad de la acústica, que depende
directamente del lugar y uso que se
le quiera dar.
Un panel perforado permite una
absorción de sonido de ocho decibeles (dB) y un aislamiento acústico
de 34 decibeles.
En un estudio previo del lugar, se determina la cantidad de decibeles a
manejar y el porcentaje de perforaciones requeridos en el panel acústico para establecer el coeficiente de
absorción de los paneles a instalar.
Entre mayor sea el porcentaje de
perforación, mayores niveles de absorción sonora logrará el panel.
Tablero de madera aglomerada con
un ranurado del 30,8 %
Tanto la altura de los listones como
su separación es la que determina el grado de absorción sonora y
cuánto del sonido que va a incidir
en la superficie, rebotará. La disposición de los listones a una menor
distancia de separación, genera
una mejor absorción en ciertas
frecuencias y una mayor en otras,
y depende directamente del uso
que se quiera dar al elemento de
insonorización.
• Listones
Uso de paneles absorbentes con
marco en madera en el Salón de
eventos hotel capital.
Generalmente, detrás de los listones de madera –que se caracterizan por su acabado vistoso y se
utilizan para cubrir los imperfectos
que puedan presentar las fibras utilizadas– se instalan los materiales
absorbentes de sonido como las espumas acústicas, o los paneles en
fibra mineral o vidrio, que no tiene
un buen acabado estético.
Paneles de listones de madera y paño
utilizados en White Lemon Estudios.
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Por ejemplo, en el caso de un auditorio, si la absorción se encuentre
ubicada entre los 500 Hz y 4000
Hz –frecuencias medias en las que
está clasificada la voz–, pueden ser
instalados listones de 2” x 1” con
distancias de 5 cm entre cada uno.
• Plafones
En cuanto a acabados para techos,
normalmente son utilizados sistemas como los plafones o conchas
acústicas, módulos poli cilíndricos
con acabados en chapilla que, generalmente, tienen una curvatura
que permite extender las ondas
sonoras y al igual que los listones,
oculta visualmente las fibras o las
espumas absorbentes.
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de aislamiento acústico que permitan
al sonido permanecer en el lugar para
que no interfieran en otros espacios.
• Puertas y divisiones acústicas
Las puertas o divisiones modulares
sólidas, diseñadas especialmente
para el aislamiento acústico, poseen niveles de aislamiento STC
–Sound Transmission Class, que indican la efectividad de un material
o conjunto de materiales usados
para aislar un sonido– los cuales,
a medida que aumentan, generan
mayores niveles de aislamientos.
Para el ingeniero Ramírez, “el mismo mercado vuelve estándar los niveles STC, por ejemplo, el mercado
estableció niveles de aislamiento
STC 53 para privacidad alta, y STC
45 para media”.
“Los niveles son pensados a medida que el mercado lo demanda;
ahora se pueden fabricar puertas y
divisiones con niveles STC diferentes pero, generalmente, el cliente
busca un resultado acústico que
está definido para puertas en STC
45 y STC 40, y para divisiones en
STC 45, y STC 53”, resalta Ramírez.
Ejemplo de la implementación de
plafones de madera descolgados
en el Auditorio de la Federación
Colombiana de Fútbol.
Una puerta de aislamiento de privacidad media puede estar compuesta de madera con una densidad en
promedio de 700kg x m3 (12,6 kg/
m2); paneles de calibre 1,5 cm o 2,5
cm, y para aumentar el aislamiento
y la masa –sin necesidad de colocar otra lámina de madera– llevar
varias fibras o membranas para
insonorización, generalmente de
3 mm, que van unidas por medio
Puerta acústica en madera
utilizada en diferentes áreas de la
Universidad Jorge Tadeo Lozano.
de pegantes o grapas que tienen el
propósito de fijar la estructura.
El contorno de dicha puerta puede
estar acompañado de un empaque
plástico cuyo propósito es asegurar
mayor sellamiento al momento de
que esta se cierre.
Por otra parte, el marco en donde
se instalará la puerta, –que debe
estar sellado contra la pared mediante silicona o poliuretano expansivo para evitar filtraciones–,
debe ser macizo y contar con una
medida especial, la cual permite
que, al cerrar la puerta, el empaque
tenga un empate perfecto y genere
un mayor aislamiento.
Sistemas para aislamiento
acústico
Desarrollar un sistema de aislamiento acústico para recintos como salas
de concierto, estudios de grabación e
incluso fábricas –que no fueron diseñadas acústicamente y que cuentan
con paredes o divisiones delgadas
que permiten a los sonidos transmitirse al exterior–, requiere de la implementación de puertas y paredes
Divisiones acústicas
en madera
implementadas por
el Auditorio de la
Facultad de música en
la Universidad Sergio
Arboleda.
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Los herrajes utilizados, especialmente, en las puertas acústicas
garantizan un mayor aislamiento
sonoro debido a que generan una
presión uniforme contra el marco
en comparación a los sistemas convencionales, que ejercen presión
tan solo sobre un punto central, y
que de ser utilizados para una puerta acústica, favorecen la presencia
de filtraciones sonoras.
Además, las divisiones acústicas
móviles compuestas por diferentes
números de paneles o módulos –de
especificaciones técnicas similares
a las puertas acústicas– se caracterizan por ser elementos apilables
que, al desplegarse, permiten dividir un espacio y aislarlo acústica y
completamente.
Para su fabricación –la cual está sujeta a las medidas que requiera el
espacio–, se utiliza madera en sus
elementos estructurales y acabados que pueden variar ente paño,
tela, fórmica y chapilla. En el mercado es posible encontrar puertas
acústicas con un peso en promedio de 35 a 45 kilos m2, con precios que varían ente los $900.00 y
$1´100.00; y divisiones modulares
desde lo $1´200.000.
• Paredes
El diseño de las paredes para aislamiento acústico cuenta con placas
de madera con calibres de 15 mm y
Glosario
Amplitud: Distancia entre el punto más alto y el más bajo de una onda.
Frecuencia: Número de ciclos por unidad de tiempo de una onda u oscilación Los seres humanos tienen un
rango de audición de 20 Hz (bajo) a 20 000 Hz (alto).
Intensidad: Respuesta subjetiva a un sonido, que no sólo depende de la presión acústica, sino también de la
frecuencia y de la forma de la onda del estímulo acústico. También llamada intensidad de sensación del sonido,
nivel de intensidad de sensación del sonido el sonido que se mide en Decibel (dB). Si la intensidad es superior a
80 db, entonces el sonido se vuelve físicamente doloroso.
Reverberación: Reverberación es el fenómeno acústico de reflexión que se produce en un recinto cuando
un frente de onda o campo directo, incide contra las paredes, suelo y techo del mismo. El conjunto de dichas
reflexiones constituye lo que se denomina campo reverberante. El parámetro que permite cuantificar el grado
de reverberación de una sala es el llamado Tiempo de Reverberación (TR), siendo el periodo de tiempo en
segundos que transcurre desde que se desactiva la fuente excitadora del campo directo hasta que el nivel
de presión sonora ha descendido 60 dB respecto de su valor inicial. La determinación teórica del TR permite
relacionar dicho indicador con los parámetros dimensionales y de absorción de cualquier recinto. La expresión
más conocida y utilizada es la fórmula de Sabine.
Reflexión de onda: Cambio de dirección que experimenta una onda cuando choca contra una superficie,
sin cambiar de medio de propagación.
Decibel: Unidad utilizada para expresar la magnitud de una modificación en un nivel sonoro o señal física,
eléctrica o electromagnética.
Con información e acusticaintegral.com.
25 mm de espesor, y un tratamiento
de relleno entre ellas con material
de absorción sonora como fibras o
espumas. Es de resaltar que el no
uso de material absorbente, en medio de las placas, puede generar un
efecto de aislamiento acústico deficiente, por lo que se recomienda
aumentar la densidad del material
de relleno.
En el momento de instalar este tipo
de sistemas se debe mantener una
distancia entre las paredes prefabricadas y las existentes en el lugar;
por ejemplo, para una habitación
con 5 metros de ancho, la distancia
en promedio puede ser de 8 mm.
Aislamiento
Una puerta o división modular de aislamiento de privacidad se compone de fibras o membranas acústicas, elementos de alta densidad y
poco espesor.
Entre la gama de fibras que se pueden utilizar para insonorización, se
encuentran las fibras de vidrio –similar a los mantos asfálticos utilizados para impermeabilización– el neopreno o caucho, o las láminas de
plomo importadas.
Generalmente para la unión de dichas fibras se utilizan grapadoras
industriales o pegamentos, lo que no influye en el resultado.
Las divisiones para insonorización, de 150 mm de espesor, pueden
estar compuestas de: 1- Panel de madera de 19 mm. 2- Tablero hidrófugo. 3- Panel semirrígido de lana de roca de 60 mm. 4- Tela transpirable tipo Tivek. 5- Cámara de ventilación 25 mm. 6- Panel de madera
de 24 mm.
Con información de casasdemaderablog.com
Para lugares de dimensiones mayores, dicha separación cambiará y
tendrá un efecto directo en el aislamiento, por lo que se debe tener en
cuenta el estudio previo para determinar la separación ideal.
Finalmente, si bien un acondicionamiento acústico depende de los elementos estructurales con los que se
trabaje, un apoyo para este tipo de
trabajos son los muebles diseñados
específicamente para no generar defectos acústicos importantes
Entre estos elementos se encuentran sillas, escritorios y cuadros –provistos de
propiedades de absorción de sonido–
con estructura de madera y tela permeable que permiten el paso del sonido
a la fibra absorbente y son, en realidad,
un complemento perfecto para lugares
acústicamente viables, y espacios estéticamente presentables.
Fuentes
•
Carlos Ramírez, gerente comercial Aqstica.
[email protected]
•
www.sinruido.com – www.masacoustics.
com – fiberglasscolombia.com – insht.es –
eumus-edu.uy – notsonacustica.com
Fotografía:
•
Cortesía Aqstica
www.revista-mm.com
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