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Absorción: conceptos básicos

Muchas veces es necesario el uso de absorbentes acústicos en recintos. En este post se desarrollan los conceptos básicos de la absorción y se exponen algunas aplicaciones prácticas.

Como primera medida vamos a diferenciar dos conceptos: acondicionamiento acústico y aislación acústica. El primero se enfoca en las características sonoras del interior de un recinto, mientras que el segundo se enfoca en la transmisión del sonido desde el interior del recinto al exterior o viceversa. Para acondicionar se utilizan materiales absorbentes y/o difusores de diversos tipos que almacenan, disipan o distribuyen la energía sonora; por otro lado, para aislar se usan materiales densos y pesados que actúen de barrera y no permitan la transmisión de la energía sonora.

Por lo tanto, aquí va el primer consejo práctico: los absorbentes se utilizan para mejorar la acústica interior de una sala, principalmente para controlar el tiempo de reverberación, su uso como aislantes carece de sentido.

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Panel absorbente típico

Entonces ¿qué hace un absorbente? Su principal función es transformar la energía acústica en energía térmica. Cuando la onda sonora atraviesa el panel, todas las partículas de aire cercanas se mueven y chocan contra las fibras del panel, esto genera calor por fricción. En consecuencia, la onda que atraviesa el panel reduce su energía.

Ahora bien, hace falta que las partículas de aire cercanas al panel se muevan con velocidad, así, al colisionar contra las fibras del panel disipan más energía y generan calor. Cerca de superficies sólidas, como paredes o losas de techo, la velocidad de partícula es muy baja. En las paredes o techos sólidos se generan máximas variaciones de presión, pero la velocidad de partícula es prácticamente nula. Entonces, los paneles absorbentes pierden eficacia cuando se pegan a superficies sólidas, se debe dejar una distancia suficiente para que el panel sea atravesado por las partículas con velocidad.

Partículas de aire. Compresión y rarefacción.

Partículas de aire. Compresión y rarefacción.

Y, ¿qué distancia es la correcta? La distancia óptima es 1/4 de la longitud de onda de la frecuencia más conflictiva del recinto. Por ejemplo, si el recinto tiene modos normales de vibración (resonancias) en 300Hz, la longitud de onda de 300Hz es 1.14m (343[m/s] / 300[Hz] = 1.14[m]), entonces, el absorbente debería colocarse a 28cm de la pared (1.14[m] / 4 = 28[cm]). De este modo, el absorbente estará en el punto de máxima velocidad de partícula para la frecuencia de mayor molestia y disipará la máxima cantidad de energía posible.

Cuando una onda impacta contra un elemento (ya sea una pared o un panel), parte de su energía es absorbida, parte es reflejada y otra parte es transmitida. Existe un parámetro llamado Coeficiente de absorción que indica la relación entre energía absorbida versus energía reflejada y transmitida. Este coeficiente indica con números entre 0 y 1 la capacidad del absorbente de disipar energía, 0 no absorbe y 1 absorbe totalmente. Es importante destacar que este coeficiente varía con la frecuencia. Es decir, los absorbentes no funcionan igual en todas las frecuencias. Por lo general las frecuencias bajas son más difíciles de absorber por tener longitudes de onda largas y gran cantidad de energía.

Las dimensiones físicas del absorbente tienen relación directa con la frecuencia que el panel es capaz de absorber. Mientras mayor sea el espesor  y el tamaño del absorbente tendrá mejor absorción y mejorará su comportamiento para baja frecuencia. Paneles delgados y pequeños no suelen generar cambios significativos en un recinto. La densidad del material también es importante,  un panel poco denso puede llegar a ser acústicamente transparente, mientras que uno muy denso puede generar reflexiones.

Quien desee introducirse con más profundidad en el tema puede consultar la bibliografía sugerida.

Bibliografía:
Carrión A. I., “Diseño acústico de espacios arquitectónicos” Edicions UPC, Universidad Politécnica de Catalunya. 1998
Raichel D. R., “The Science and Applications of  Acoustics”. Second Edition. Springer. New York.USA. 2006

Facundo Ramón
Investigación & Desarrollo – Equaphon

Facundo Ramón

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