La acústica y la madera

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.

Los 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 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.

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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.

Foto: perforado. /Paneles perforados en madera, utilizados en el estudio de grabación AUDIOBOX de Bogotá.

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 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.

Tarima enchapada en madera y concha acústica en madera del Auditorio de la facultad de música de la Universidad Sergio Arboleda.

Madera y acústica

Un elemento que no solo tiene excelentes características estéticas, sino 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.

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.

Si bien, algunas madera son escogidas para la fabricación de instrumentos 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.

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.

Plafones en madera descolgados, instalados para la mejora acústica en el Auditorio de Medicina Legal.

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.

Para este propósito son utilizados difusores, trampas de bajos, paneles 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.

Trampas para bajo fabricadas en madera, utilizadas en Cine Bogotá SchallerTech (derecha), y Salones facultad de música Universidad Sergio Arboleda (izquierda).

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.

  • 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 calidad de la acústica, que depende directamente del lugar y uso que se le quiera dar.

Uso de paneles absorbentes con marco en madera en el Salón de eventos hotel capital (derecha) y Velvet Estudio (izquierda).

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.

Listones

Paneles de listones de madera y paño utilizados en el Auditorio Medicina legal y White Lemon Estudios.

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.

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.

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
Ejemplo de la implementación de plafones de madera descolgados en el Auditorio de la Federación Colombiana de Fútbol.

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.

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 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.

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 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.

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 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.

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. carlos@aqstica.com
  • sinruido.com – www.masacoustics.com – fiberglasscolombia.com – insht.es – eumus-edu.uy – notsonacustica.com
  • Fotografía: Cortesía Aqstica

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