Alguien escribió:
...solo las frecuencias medias-altas, pero ¿ y las bajas en distancias si este espacio es de mas de 50cm? ... ¿ tendriamos que introducir un resonador para eliminarlas?
Vamos a ver, yo no tengo mucha idea de aislamiento, pero es que las cosas que cuentas me chirrian.
Tal como lo entiendo yo, que puedo estar equivocado. Tu tienes dos paramentos separados por un camara de aire en cuyo interior hay un material poroso. Simplificando mucho el sistema, esto es un resonador con una frecuencia de resonancia propia (obviemos el efecto de coincidencia). El sistema actua como un resonador en si mismo y por lo tanto te puedes hacer su equivalente electrico (simplificado) cuyo modelo tipo impedancia seria con dos bobinas (masas de los paramentos), un condensador (complianciancia del aire) y una resistencia (material poroso mas perdidas de los paramentos. Para la frecuencia/s de resonancia el circuito analogo presenta una impedancia muy baja debido a que la parte reactiva se cancela, porque las bobinas y el condensador estan en resonancia. En este punto es la resistencia quien controla el comportamiento del circuito, a mayor resistencia mayores perdidas en el sistema. Lejos de la/s frecuencias de resonancia gobierna o bien la compliancia (condensador) o bien las masas (paramentos) en funcion de sus impedancias para esas frecuencias.
Esto si lo quieres ver mediante equivalentes electricos, si lo quieres ver como equivalentes mecanicos, tienes dos masas unidas por un muelle, en cuyo sistema existen unas perdidas. Puedes cogerte y analizar este sistema mediante un sistema de ecuaciones que caractericen parametros como el desplazamiento de cada una de las masas en funcion de la fuerza que se ejerce sobre una de las masas. Obtendras un resultado similar al planteamiento electrico. Cuando resuelvas las ecuaciones diferenciales (caracterizando el movimiento o velocidad respecto del tiempo, tienes unas ecuaciones diferenciales respecto al tiempo) obtendras la expresion que caracteriza o bien el movimiento de por ejemplo un punto que este en el medio del muelle, o su velocidad y en esta expresion claramente podras hacer un analisis para conocer en funcion de que frecuencias el movimiento es gobernado por las masas, por la compliancia, o por las perdidas, y desde luego te saldra al menos una frecuencia de resonancia.
Estas son las dos aproximaciones que se me ocurren a bote pronto, y puedo estar equivocado, hace ya mucho que no abro un libro de esto. Pero este sistema de masa-muelle-masa se caracteriza de forma teorica asi, y hace falta entender al menos estos modelos para luego poder entender como funciona de forma practica.
Para explicarselo a un niño pequeño trataria de explicarle que se tratan de dos medios con una densidad alta separados por un medio de baja densidad. Los niños el concepto de densidad lo entienden bien, porque lo estudian desde pequeños. Tambien se lo puedes tratar de explicar en funcion de los choques elasticos, ya que la cinematica y la dinamica se dan en los primeros cursos de fisica y tambien son conceptos que pueden entender facilmente ya que por las peleas en los patios saben que un niño chiquito jamas podra desplazar a uno mayor y uno mayor podra mandar al carajo a uno pequeño de un empujon, es la ley de supervivencia, este concepto fisico es innato a los niños puesto que de esta forma saben con quien se pueden decir.
Cuando dentro de una habitacion una onda viaja en un material de poca densidad como es el aire, cuando trata de empujar a una pared, que es un material con mucha mas densidad, poco va a poder hacer, empujara un poco a la pared y retornara por donde ha venido, por la misma razon de que un niño chiquitin cuando se choca con uno mayor, el mayor casi no se movera y el chiquitin saldra rebotado por donde venia, es cuestion de masas o mejor dicho del acoplamiento de energias entre materiales de diferentes densidades. Pero que es lo que pasa, que las ondas tienen diferentes frecuencias y por tanto el comportamiento del sistema sera diferente, para de tal forma que la impedancia del sistema varia en funcion de las frecuencias con las que le excitas. Y tal como he comentado antes dependiendo de las frecuencias, el sistema estara gobernado o bien por las masas, o bien por las perdidas o bien por la compliancia (aire contenido en la camara).
Bien entonces siguiendo con el simil de los niños, a medida que la fuente va generando frecuencias mas graves y estas se aproximan a la frecuencia el sistema tiene menos capacidad de devolver la energia hacia el interior de los recintos. Por ejemplo podriamos suponer que los niños que se chocan contrar el niño mayor van siendo a su vez mas mayores, y por lo tanto haran que el niño mayor contra el que se chocan se mueva mas y ademas el niño que se choca, al ser cada vez mas grande, rebotara menos.
Bien cuando el niño que se choque sea suficientemente grande, movera al grande contra el que se ha chocado considerablemente, haciendo que la energia se utilice en desplazar al niño contra el que se ha chocado en lugar de hacer que el niño que se choca salga rebotado.
Con este ejemplo tan cogido por las pinzas intento explicar lo que pasa en este tipo de sistemas. Cuando una onda impacta sobre la pared, una parte de la energia se transmite a la pared y otra parte de la energia retornara por donde venia, si bien el acoplamiento entre medios sigue siendo el mismo, ya que se acopla la energia desde el aire hasta el ladrillo, lo que realmente varia es que la impedancia que opone el sistema completo, que varia en funcion de la frecuencia, de tal forma que para diferentes frecuencias, el sistema puede reflejar completamente todo, o transmitir completamente todo, aunque la forma de acoplar de un medio de baja densidad a uno de alta, sigue siendo el mismo, lo que varia en si mismo es la oposicion que interpone el sistema.
Y que pasa con la energia que entra en el sistema, pues muy facil que se propagara por el, con diferentes longitudes de onda dependiendo de si es en el ladrillo o en la camara de aire, ya que cada medio posee su propia velocidad de propagacion. Bueno no lio mas la madeja y sigo.
Cuando la energia atraviesa el primer paramento, con sus perdidas asociadas, el acoplamiento entre el ladrillo y la camara de aire es sencillo, porque se pasa de un medio de alta densidad a uno de baja, con lo cual en la camara de aire aparece una onda acustica que ademas al estar contenida entre dos paredes parte de esta energia se mostrara como un modo propio, que es lo que conocemos como la frecuencia propia del interior de la camara, la cual es absorbida en parte por el material poroso existente en el interior de la camara, este material poroso se encarga de eliminar esta frecuencia propia.
La onda debilitada prosigue el camino y se encuentra con el segundo paramento, repitiendose exactamente lo que he comentado anteriormente.
Concluyendo: el material absorbente se utiliza para eliminar los modos que se forman en el interior de la camara. El sistema tiene diferentes caracteristicas en funcion del rango de frecuencias con el que se le ataca, podra tener un comportamiento resistivo, inductivo o capacitivo. Para la frecuencia de resonancia del sistema es la parte resistiva la que gobierna, y en esta zona ademas se produce la maxima transmision.
Una vez dicho esto te respondo, ¿que pasa con las frecuencias graves? muy sencillo, cuando tu conoces las frecuencias que se van a reproducir tu diseñas tu sistema para que la frecuencia de resonancia caiga muy por debajo de las frecuencias que se reproducen en el recinto, o de las frecuencias que no quieres que se cuelen del exterior. Si tu diseñas asi tu sistema lo que vas a conseguir por un lado es que tu sistema no transmite masivamente a la frecuencia de resonancia, puesto que nunca llega a ser excitada. Por otro lado si las frecuencias estan por encima de la frecuencia de resonancia, el sistema esta gobernado por la inductancia, las masas que es lo que te interesa, a medida que aumentas la frecuencia la impedancia se hace mayor.
Introducir un resonador en el interior de las dos hojas, sencillamente lo veo matar moscas a cañonazos es mucho mas sencillo hacer un diseño en el cual la resonancia este muy por debajo de las frecuencias que reproduces. Si te refieres a que si separamos las paredes por ejemplo 50 cms, tendriamos que añadir un resonador para eliminar los modos que se establezcan me sigue pareciendo una locura, es mas facil montar 10 cms de material absorbente, separado 20 cms de las paredes...
Insisto puedo estar equivocado, hace mas de 10 años que no abro un libro de acustica arquitectonica y recuerdo lo que buenamente recuerdo
