Pantalla acústica.

La presente invención se refiere a una pantalla acústica que comprende al menos dos filas de elementos dispersores dispuestos de manera periódica

, estando dos elementos dispersores contiguos de una misma fila separados por una ranura subsónica de dimensión inferior a la longitud de onda del sonido. Los elementos dispersores de una fila se solapan con las ranuras subsónicas de la otra fila.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201430960.

Solicitante: UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: RUBIO MICHAVILA,CONSTANZA, URIS MARTINEZ,ANTONIO, CANDELAS VALIENTE,PILAR, BELMAR IBÁÑEZ,Francisco, GÓMEZ LOZANO,Vicente.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > CONSTRUCCION DE CARRETERAS, VIAS FERREAS O PUENTES > TRABAJOS COMPLEMENTARIOS, TALES COMO EL EQUIPADO... > E01F8/00 (Instalaciones para absorber o reflejar los ruidos transmitidos por el aire que provienen de la circulación por carretera o ferroviaria (instalaciones en el suelo para reducir el ruido de los motores de avión B64F 1/26; estructuras generales de edificios concebidas para absorber o reflejar el ruido, absorción o reflexión de ruidos en los edificios E04B 1/74))
  • SECCION G — FISICA > INSTRUMENTOS DE MUSICA; ACUSTICA > DISPOSITIVOS GENERADORES DE SONIDOS (juguetes musicales... > Métodos o dispositivos para transmitir, conducir... > G10K11/175 (que utilizan efectos de interferencia; Enmascaramiento del sonido)
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Pantalla acústica.

Fragmento de la descripción:

PANTALLA ACÚSTICA

Campo de la invención

La presente invención se refiere de manera general al campo del aislamiento acústico, y concretamente al campo de las pantallas o barreras acústicas.

Antecedentes de la invención

Es habitual emplear pantallas acústicas para absorber o reflejar ruidos transmitidos por via aérea procedentes, por ejemplo, del tráfico por carretera o ferroviario, de la construcción y de instalaciones industriales tales como máquinas refrigeradoras, centros de transformación, compresores, etc. En general, estas pantallas acústicas son opacas al aire y pueden ser reflectantes o absorbentes, véase Benz Kotzen & Colin English, Environmental Noise Barriers: A Guide to Their Acoustic and Visual Design, CRC Press, 2009. La eficacia de este tipo de pantallas opacas al aire se reduce en instalaciones en las que, además de una determinada atenuación acústica a unas determinadas frecuencias, también se requiere un flujo de aire, por ejemplo, para refrigerar una instalación. Por tanto, en estos casos se requieren pantallas que permitan el flujo de aire a su través.

Para solucionar este problema, en los últimos años han aparecido pantallas acústicas construidas a base de cristales de sonido (véanse los documentos ES 2190904A1, PCT/US2008/086918, US8.555.768, CN201780774U y WO02077968). Aunque los cristales de sonido conocidos en la técnica pueden proporcionar valores de atenuación acústica adecuados, requieren para ello grosores de pantalla considerablemente grandes. Por ejemplo, en el documento WO02077968 se menciona que se requiere el uso de 3 a 5

filas, e incluso de 10 filas de elementos dispersores.

Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de una pantalla acústica alternativa que mejore los rendimientos obtenidos con las pantallas acústicas de la técnica anterior. En concreto, sigue existiendo la necesidad de una pantalla acústica que proporcione valores de atenuación acústica mayores y/o permita emplear grosores de pantalla acústica menores.

Sumario de la invención

Para solucionar los problemas de la técnica anterior, la presente invención da a conocer una pantalla acústica que comprende al menos dos filas de elementos dispersores dispuestos de manera periódica. Dos elementos dispersores contiguos de una misma fila están separados por una ranura subsónica, es decir, de dimensión inferior a la longitud de onda del sonido. Además, los elementos dispersores de una fila se solapan con las ranuras subsónicas de la otra fila.

Por tanto, una pantalla acústica según la presente invención presenta un grosor menor al de los cristales acústicos conocidos en la técnica anterior, ya que tan sólo dos filas de elementos dispersores son suficientes para proporcionar buenos valores de atenuación acústica. Además, tal como se verá a continuación en el presente documento, una pantalla acústica de estas características (con tan sólo dos filas de elementos dispersores) presenta capacidades de atenuación acústica superiores a las obtenidas en la técnica anterior.

Breve descripción de las figuras

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos que ilustran una realización preferida de la invención, proporcionada a modo

de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera.

La figura 1 muestra una vista en planta y en perspectiva de una pantalla acústica según la realización preferida de la presente invención.

La figura 2 es un gráfico que muestra la atenuación acústica obtenida con la pantalla acústica de la figura 1 en función de la frecuencia del sonido.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La pantalla acústica mostrada en la figura 1 está compuesta por dos filas de elementos dispersores. Los elementos dispersores presentan una forma geométrica de prisma rectangular, definidos por la anchura (1), la altura (h) y el espesor (e). Dos elementos dispersores contiguos de una misma fila están separados por una ranura subsónica (rs) cuya dimensión es inferior a la longitud de onda del sonido que va a atenuarse. Los elementos dispersores están dispuestos de manera periódica en cada fila, con una periodicidad (p) que es igual a la suma de la anchura del elemento dispersor y la ranura subsónica. Además, las dos filas de elementos dispersores están separadas una distancia ca.

Tal como puede apreciarse en la figura 1, el centro geométrico de los elementos dispersores de una fila coincide con el centro geométrico de la ranura subsónica de la otra fila.

Todas estas características (dimensiones de los elementos dispersores y separación entre ellos) determinan la eficacia y el rango de frecuencias que van a atenuarse.

El principio de funcionamiento de la pantalla acústica de la presente invención se basa en el comportamiento del aire contenido en las ranuras subsónicas, que ya no puede

ser modelado simplemente como una masa acústica. En primer lugar, el espesor del panel (espesor de los elementos dispersores, número de filas de elementos dispersores y separación entre filas) influirá en la aparición de los modos pares e impares de la resonancia Fabry-Perot. Además, antes de que tenga lugar la difracción por las ranuras, el efecto de la periodicidad de la pantalla acústica se manifiesta a través de la conocida como anomalía de Wood mediante una interferencia destructiva, es decir, disminuye la transmisión de sonido a través de la pantalla.

Dependiendo de los parámetros de diseño, la atenuación de la pantalla puede sintonizarse alrededor de una frecuencia que viene determinada por la periodicidad de la distribución de las ranuras. En efecto, tal como se verá a continuación en el presente documento, se produce un máximo de atenuación para un sonido cuya longitud de onda es aproximadamente igual a la periodicidad de la distribución de los elementos dispersores. Dado que la longitud de onda del sonido está relacionada con su frecuencia, puede configurarse la pantalla de la presente invención para obtener una atenuación máxima de sonidos de una frecuencia dada.

Por otro lado, tal como se mencionó anteriormente, la periodicidad de la distribución de los elementos dispersores es igual a la suma de la anchura de un elemento dispersor y la ranura subsónica. La periodicidad puede variarse variando cualquiera de estos dos parámetros que la componen, siempre que se cumpla la condición de que la ranura subsónica sea menor, preferiblemente mucho menor, que la longitud de onda del sonido que va a atenuarse.

El material empleado para fabricar los elementos dispersores no está particularmente limitado, y puede ser cualquier material sólido habitual en la construcción, tal

como por ejemplo hormigón, madera, acero, etc. Los elementos dispersores pueden fijarse en su sitio mediante cualquier medio adecuado, tal como mediante placas de anclaje o insertándolos en la cimentación del terreno.

Además, según una realización preferida se recubre un material absorbente acústico sobre al menos una de las caras de los elementos dispersores: la cara enfrentada a la dirección desde la que procede el sonido que va a atenuarse, la cara opuesta o ambas. Según aún otra realización, los elementos dispersores son acústicamente transparentes, es decir, presentan perforados de cualquier forma (ranuras, orificios, etc.), tamaño y distribución. En este caso, se dispone un material absorbente acústico en el interior de los elementos dispersores.

A continuación se describe un ejemplo de realización especifico de una pantalla según la presente invención, asi como los resultados de atenuación acústica obtenidos con la misma.

Se fabricó una pantalla...

 


Reivindicaciones:

Pantalla acústica que comprende al menos dos filas de elementos dispersores dispuestos de manera periódica, estando dos elementos dispersores contiguos de una misma fila separados por una ranura subsónica de dimensión inferior a la longitud de onda del sonido, y solapándose los elementos dispersores de una fila con las ranuras subsónicas de la otra fila.

Pantalla acústica según la reivindicación 1, caracterizada por que el centro geométrico de los elementos dispersores de una fila coincide con el centro geométrico de la ranura subsónica de la otra f ila.

Pantalla acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los elementos dispersores están dispuestos de manera periódica en cada fila, con una periodicidad (p) que es igual a la suma de la anchura del elemento dispersor y la ranura subsónica.

Pantalla acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los elementos dispersores comprenden además un material absorbente acústico recubierto sobre al menos una de las caras de los elementos dispersores.

Pantalla acústica según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizada por que los elementos dispersores presentan perforaciones en al menos una de sus caras y un material absorbente acústico en el interior de dichos elementos dispersores.

Pantalla acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los elementos dispersores presentan una forma geométrica

prismática.

Pantalla acústica según la reivindicación 6, caracterizada por que los elementos dispersores presentan una forma geométrica de prisma rectangular. Pantalla acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que proporciona atenuación acústica en el intervalo de 100-5000 Hz.

Pantalla acústica según la reivindicación 8, caracterizada por que proporciona una atenuación acústica media de 20-25 dB en el intervalo de 500-1000

Hz.