¿Cómo insonorizar un edificio de estructura de acero?

Por qué los edificios de estructura de acero plantean desafíos únicos de insonorización

Amplificación del ruido aéreo y por impacto debido a la alta densidad y resonancia del acero

La densidad del acero, de aproximadamente 7800 kg por metro cúbico, contribuye a bloquear los ruidos de alta frecuencia, como las conversaciones entre personas o el paso de automóviles, según lo establecido por el principio de la Ley de la Masa. Sin embargo, existe otra cara de esta historia. El acero es un material bastante rígido, lo que significa que, efectivamente, vibra considerablemente cuando se expone a sonidos de baja frecuencia, por debajo de unos 250 Hz. Piense, por ejemplo, en el zumbido proveniente de maquinaria o en las vibraciones transmitidas a través de los sistemas de calefacción. Según una investigación realizada por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) en 2023, estas vibraciones pueden incrementar, de hecho, la intensidad de los ruidos de baja frecuencia entre 6 y 12 decibelios. Cuando los paneles de acero no están adecuadamente revestidos, actúan de forma similar a grandes membranas de tambor: reflejan más del 95 % de cualquier sonido que incide sobre ellos, generando ecos molestos que persisten en las habitaciones durante mucho tiempo.

Transmisión estructural: cómo se propagan las vibraciones a través del entramado metálico y las conexiones

Las vibraciones causadas por los pasos, las máquinas en funcionamiento o las piezas móviles se propagan a gran velocidad a través de estructuras de acero, alcanzando en ocasiones velocidades superiores a 5000 metros por segundo. Estas vibraciones se transmiten alrededor de los materiales aislantes convencionales mediante pernos, puntos de soldadura y otras uniones estructurales. Asimismo, transportan sonidos de baja frecuencia a distancias bastante considerables, llegando incluso a unos 30 metros de distancia desde la fuente. El acero, a diferencia de la madera, no atenúa naturalmente estas vibraciones. Pruebas han demostrado que, en torno a frecuencias de aproximadamente 100 Hz, el acero emite tres veces más energía vibratoria que la madera. Esto supone una diferencia significativa en aplicaciones reales donde resulta fundamental controlar la transmisión del ruido.

Estrategias eficaces de insonorización para envolventes de edificios con estructura de acero

Paneles metálicos aislantes con clasificación acústica (IMPs) y sistemas de muros compuestos

Los paneles metálicos aislados (IMP, por sus siglas en inglés) diseñados para aplicaciones acústicas incorporan efectivamente el control del sonido directamente en las propias paredes. Estos paneles funcionan al encapsular materiales como lana mineral o fibra de vidrio entre dos capas de acero. Esta configuración permite alcanzar clasificaciones de transmisión sonora (STC, por sus siglas en inglés) de aproximadamente 45 a 55, sin afectar negativamente el rendimiento térmico del edificio para mantener fuera el calor. El revestimiento metálico convencional no ofrece esta funcionalidad. Con los IMP, las ondas sonoras se absorben en la capa intermedia, donde se transforman en calor en lugar de reflejarse hacia el exterior. Las pruebas demuestran que estos paneles reducen el ruido aéreo aproximadamente un 60 % más que las paredes de acero simples sin aislamiento. Esto resulta coherente al considerar edificios comerciales, donde el control del ruido es fundamental.

Construcción estratificada: cámaras de aire, canales resilientes y sellado continuo de las vías de transmisión lateral

Los ensamblajes multicapa contrarrestan el ruido estructural mediante una desacoplamiento estratégico y un aumento de masa. Un enfoque en tres fases garantiza resultados óptimos:

Esta técnica se basa en los principios físicos del sistema masa-resorte. Materiales pesados, como el vinilo cargado de masa o el yeso-cartón grueso, forman barreras contra el ruido exterior, mientras que las superficies interiores independientes absorben lo que logra atravesarlas. Hacerlo correctamente es muy importante. Cualquier hueco entre paneles, alrededor de tuberías o en las uniones entre paredes y suelos permite la fuga de sonido. Además, los estudios revelan algo sorprendente: tan solo un 1 % de superficie abierta en toda la pared puede reducir a la mitad el rendimiento del aislamiento acústico. Por eso, la atención al detalle durante la instalación marca una gran diferencia en aplicaciones reales.

Técnicas de desacoplamiento para aislar el ruido estructural en estructuras de acero

Clips de aislamiento acústico, suelos flotantes y abrazaderas amortiguadoras de vibraciones para vigas de acero

Cuando hablamos de desacoplamiento en la construcción, lo que realmente hacemos es separar distintas partes del edificio para que las vibraciones no se propaguen tan fácilmente a través de ellas. Esos pequeños clips de aislamiento acústico que se colocan entre las vigas de acero y los perfiles de placas de yeso funcionan bastante bien porque incorporan un material elástico en su interior que absorbe los impactos. Algunos estudios sugieren que reducen en aproximadamente tres cuartas partes la transmisión de ruido a través de la estructura, aunque los resultados varían según la calidad de la instalación. En el caso de los suelos, los diseños flotantes con capas amortiguadoras especiales actúan como mantas insonorizantes, creando barreras físicas contra las vibraciones indeseadas. Los equipos mecánicos se cuelgan de soportes especialmente diseñados que reducen la cantidad de vibración transmitida al resto del edificio. Si se ejecutan correctamente, todos estos métodos interrumpen esos molestos puentes de vibración por donde el ruido suele filtrarse, logrando normalmente una reducción del nivel de ruido entre 15 y 20 decibelios. Esto supone una gran diferencia en apartamentos u oficinas construidos con estructuras de acero, donde el silencio resulta fundamental.

Mejoras dirigidas para puntos débiles críticos en un edificio de estructura de acero

Puertas acústicas con clasificación STC, ventanas laminadas/vidrios dobles y sellado perimetral

Los edificios con estructura de acero suelen presentar zonas problemáticas alrededor de las áreas de entrada. Las puertas con clasificación STC 45 o superior bloquean mucho mejor el ruido que proviene de espacios adyacentes o del entorno exterior. Las ventanas fabricadas con vidrio laminado o con doble acristalamiento (con esos pequeños espacios de aire entre los paneles) pueden reducir la transmisión sonora aproximadamente a la mitad en comparación con el vidrio simple convencional. Para el sellado alrededor de puertas y ventanas, las juntas perimetrales fabricadas con materiales similares al caucho forman un sello casi continuo a lo largo de los bordes. Estos sellos evitan la mayor parte de los molestos ruidos laterales que se filtran a través de las grietas entre distintos componentes del edificio.

Absorción interior: elementos colgantes para techos, particiones acústicas y aplicaciones de vinilo cargado con masa

El acero tiende a reflejar el sonido en todas direcciones, por lo que las superficies interiores deben contrarrestar este efecto de alguna manera. Para esos grandes espacios abiertos, como almacenes o fábricas con techos altos, los difusores suspendidos para techos rellenos de lana mineral con una clasificación NRC de al menos 0,8 funcionan muy bien para reducir los ruidos de eco. A la hora de separar distintas zonas dentro de este tipo de edificios, las particiones acústicas modulares se han convertido en opciones cada vez más populares. Estas suelen tener cubiertas de tela que envuelven núcleos de fibra de vidrio y ofrecen tanto flexibilidad como un buen rendimiento para crear zonas diferenciadas entre oficinas y plantas de producción. En áreas donde se llevan a cabo actividades con mucho impacto, la aplicación directa de vinilo cargado de masa sobre estructuras de acero puede marcar una gran diferencia. Hablamos de reducciones en la transmisión de vibraciones de entre 20 y 30 decibelios, manteniendo al mismo tiempo intacto el valioso espacio disponible en el suelo para las operaciones reales.

Preguntas frecuentes

¿Por qué los edificios con estructura de acero amplifican el ruido?

La alta densidad del acero ayuda a bloquear el ruido de alta frecuencia, pero su rigidez hace que vibre ante los sonidos de baja frecuencia, amplificando estos ruidos.

¿Cómo se propagan las vibraciones en estructuras de acero?

Las vibraciones se propagan rápidamente a través del acero, a veces a más de 5000 metros por segundo, rodeando los materiales aislantes convencionales mediante las uniones estructurales y provocando la transmisión del ruido.

¿Qué medidas de insonorización funcionan mejor en edificios de acero?

Los paneles metálicos con clasificación acústica, los canales resilientes y los aislamientos y selladores especializados pueden reducir eficazmente la transmisión del ruido en edificios con estructura de acero.

¿Cuáles son los puntos débiles habituales respecto al ruido en los edificios de acero?

Los puntos débiles habituales incluyen ventanas, puertas y uniones estructurales, donde el sonido puede transmitirse fácilmente a través de huecos o áreas mal selladas.