Material absorbente fabricado con yeso Omicrono
Adiós a los ruidos de los vecinos y del tráfico: así es el nuevo material aislante, resistente y fácil de instalar en tu casa
Investigadores de Suiza han diseñado un nuevo material aislante cuatro veces más delgado que los absorbedores acústicos convencionales.
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La contaminación atmosférica no es la única que hace de las ciudades lugares inhóspitos y el ruido que genera el tráfico intenso o los vecinos poco considerados es otro problema habitual. En consecuencia, se ha convertido en costumbre instalar paneles absorbentes en las nuevas construcciones, aunque sus propiedades todavía pueden mejorar considerablemente.
Materiales como la lana de roca, la fibra de vidrio o la espuma de poliuretano suelen ser los principales recursos para fabricar estos muros antirruido. Pero estas barreras suelen ser gruesas, por lo que investigadores de los laboratorios suizos federales Empa han desarrollado un nuevo modelo más delgado y eficiente, fabricado con espumas minerales.
El secreto de su alta capacidad de absorción, pese a su reducido grosor, reside en un diseño patentado de múltiples capas porosas con diferentes grosores y tamaños de poro. Esta estructura interna obliga a las ondas sonoras a recorrer un camino más largo, simulando el efecto de un material mucho más grueso. Además, gracias a modelos numéricos, los investigadores pueden optimizar la estructura para adaptarla a distintas necesidades acústicas.
¿Cómo funcionan?
Los paneles acústicos, tanto los tradicionales como este nuevo invento, absorben las ondas sonoras en vez de reflejarlas, como ocurre con las paredes o superficies duras. En vez de producirse ecos o reverberación, el sonido se pierde en el interior de los poros, ya que las ondas de ruido penetran en la superficie y se transforman en calor.
Este fenómeno se produce por la fricción en el panel. La transición abrupta del aire, por el que se transporta la onda sonora, al entrar en contacto con el material poroso crea un desajuste que altera la onda sonora y convierte parte de su energía en fricción dentro de los poros.
Prueba de material absorbente ultrafino Omicrono
Como ha vuelto a demostrar este equipo de investigación, el diseño del panel y sus propiedades influyen en la absorción de la onda. El tamaño de los poros de cada panel y el grosor del mismo influyen en la eficiencia con la que estas paredes absorben las diferentes frecuencias de onda del ruido.
Más delgado
Los investigadores suizos recuerdan que los aislantes acústicos tradicionales fabricados con materiales como lana de roca o espuma de melanina suelen ser voluminosos. Son necesarias capas gruesas de estos compuestos para poder amortiguar de forma eficaz las frecuencias más bajas.
Tras mucho trabajo de laboratorio, el resultado de su investigación (en colaboración con la empresa Cavis) es una barrera ultrafina de yeso mineral o espumas de cemento.
El tamaño del muro se ha conseguido reducir hasta cuatro veces en comparación con los modelos convencionales, pero sin perder eficacia, aseguran sus responsables.
El nuevo material para aislar edificios del ruido desarrollado por investigadores suizos
"La estructura porosa variable de las espumas minerales obliga a las partículas de aire a tomar un camino más largo para entrar y salir del material. A pesar del bajo espesor, esto crea la impresión de un absorbedor de ondas sonoras mucho más grueso", explica Bart Van Damme, investigador de Empa.
La clave, según explica la institución, es fabricar una capa con los poros más grandes posibles aunque la pared sea lo más delgada posible. Esto se consigue mediante un proceso de fabricación automático en un 90% y el resto de forma manual.
Las capas pueden variar de espesor para usarse de forma individual o combinada y con poros de diferentes tamaños. Para los orificios más pequeños, las perforaciones se realizan de forma manual.
Para calcular el diseño de cada capa, los investigadores utilizaron un modelo numérico para simular el flujo de aire a través de los poros de las espumas minerales. "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.
Primeras pruebas
Aparte de su delgadez y eficiencia, este nuevo material tiene la ventaja de poder ajustarse a rangos de frecuencia específicos variando el tamaño de los poros. Además, se trata de un componente fácil de cortar en la fabricación a medida e instalar tanto en viviendas como en zonas de alta sonoridad como son las carreteras. La resistencia a la intemperie es su última ventaja, ya que estos paneles fabricados en yeso o cemento son ignífugos, reciclables y no liberan partículas nocivas.
Este invento se ha puesto a prueba por primera vez como amortiguador del tráfico en un túnel de la ciudad de Zúrich. Las mediciones controladas in situ confirmaron las predicciones: el nivel de ruido se redujo hasta en 4 decibelios gracias a 72 paneles fabricados con este material.
Prueba de absorción de ruido en Zurich Omicrono
El ruido del tráfico se encuentra en un 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. 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 túnel.
En el futuro, estos elementos absorbentes podrían instalarse en fachadas de calles ruidosas, accesos de vehículos o bajo balcones. Sin embargo, al ser de poro abierto, es necesario protegerlos de la suciedad y las inclemencias del tiempo mediante una capa superior perforada. En interiores, Van Damme menciona lugares clave como los huecos de escalera, oficinas, comedores o pabellones deportivos, donde su integración en las paredes sería sencilla.
Sin embargo, como su producción es todavía compleja y parcialmente manual, los investigadores están buscando un socio industrial para poder fabricar y comercializar el material a gran escala. El potencial es enorme, especialmente para aplicaciones específicas limitadas por cuestiones de diseño, espacio y normativas de protección contra incendios.
