ES1275530U - Acoustically insulating panel - Google Patents

Abstract

The invention relates to an acoustically insulating panel (10), comprising a layer (10a) comprising a first face (10c) and a second face (10d), the said layer (10a) being made of a material having a Young's modulus of between 1 kPa and 100 MPa, a density of between 5 and 1000 kg/m3 and comprising a plurality of diffusers (10f) interposed between the first face (10c) and the second face (10d), the Young's modulus of the diffusers (10f) being greater than the Young's modulus of the material of the said layer, the diffusers (10f) being arranged in the said layer in such a way as to form a periodic array of cells positioned side-by-side in a direction parallel to the said first (10c) and second (10d) faces, with each cell (10e) comprising at least one diffuser (10f), the panel further comprising sealing means (16) designed to prevent the passage of air from the outside of the panel into the said layer (10a).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Panel acústicamente aislanteAcoustically insulating panel

Campo técnico de la invenciónTechnical field of the invention

La presente invención se refiere a un panel acústicamente aislante que permite limitar la transmisión de ondas acústicas entre dos caras de dicho panel.The present invention refers to an acoustically insulating panel that makes it possible to limit the transmission of acoustic waves between two faces of said panel.

Estado de la técnica anteriorPrior state of the art

Entre las soluciones conocidas de atenuación acústica, se conocen por tanto los paneles de pared simple cuyo principio de aislamiento está descrito por la ley de masas que muestra que cuanta mayor masa presente una pared y más gruesa sea, más importante será el aislamiento. Estas paredes están acopladas, a menudo, a un material absorbente acústico, tal como un material poroso que permite disminuir el tiempo de reverberación en la sala emisora. Al disminuir este tiempo de reverberación, puede disminuirse ligeramente el nivel sonoro en la sala emisora y, por tanto, disminuir el nivel sonoro en la sala receptora. En la actualidad existe en el mercado un gran número de productos acústicos de este tipo, concretamente las cubiertas de máquinas o los elementos de separación de puestos de trabajo en fábrica.Among the known solutions for acoustic attenuation, single-wall panels are therefore known, the insulation principle of which is described by the mass law which shows that the greater the mass a wall has and the thicker it is, the more important the insulation will be. These walls are often coupled to an acoustic absorbing material, such as a porous material, which makes it possible to reduce the reverberation time in the broadcasting room. By decreasing this reverberation time, the sound level in the broadcast room can be slightly lowered and thus the sound level in the receiving room lowered. At present there is a large number of acoustic products of this type on the market, specifically machine covers or factory workstation separation elements.

En la actualidad, los materiales utilizados para la absorción acústica son, en su gran mayoría, materiales de materiales de matriz porosa, tales como materiales denominados porosos (espuma de poliuretano, ...) o materiales denominados fibrosos (lana de vidrio, fibra de palma, ...). La integración de estos materiales en paneles acústicos es fácil de realizar. Además, el panel así obtenido es ligero y presenta buenas prestaciones para la atenuación acústica de un gran parte de las frecuencias del espectro audible.At present, the materials used for acoustic absorption are, for the most part, materials of porous matrix materials, such as materials called porous (polyurethane foam, ...) or materials called fibrous (glass wool, fiberglass). palm, ...). The integration of these materials in acoustic panels is easy to do. Furthermore, the panel thus obtained is light and has good performance for the acoustic attenuation of a large part of the frequencies of the audible spectrum.

No obstante, estos materiales no permiten una buena atenuación de los sonidos a frecuencias muy bajas, es decir, para frecuencias del orden de 50 Hz a 500 Hz para paneles de grosor delgado con un grosor del orden de 2 a 5 cm, correspondiente, por ejemplo, al ruido emitido por un motor al ralentí. Esto es particularmente cierto para las frecuencias cuya longitud de onda correspondiente es superior a cuatro veces el grosor del material.However, these materials do not allow a good attenuation of sounds at very low frequencies, that is, for frequencies of the order of 50 Hz to 500 Hz for panels of thin thickness with a thickness of the order of 2 to 5 cm, corresponding, for For example, the noise emitted by an engine at idle speed. This is particularly true for frequencies whose corresponding wavelength is greater than four times the thickness of the material.

Todos los paneles de pared simple presentan el mismo comportamiento y la misma curva de aislamiento. El nivel de esta curva depende únicamente de la densidad y del grosor de la placa. Por tanto, el problema es que para presentar un aislamiento fuerte hace falta una pared extremadamente pesada y gruesa. Por tanto, se añade una masa pesada (a menudo, un material bituminoso) sobre la pared, o bien un material poroso. No obstante, este material poroso es muy poco eficaz a menos que puedan introducirse grosores de varias decenas de centímetros. Desde un punto de vista del transporte y en el campo de la construcción, esto no es factible, ya que se busca incluso aligerar y hacer que las estructuras sean lo más finas posibles.All single wall panels have the same behavior and the same curve of isolation. The level of this curve depends solely on the density and thickness of the plate. Therefore, the problem is that an extremely heavy and thick wall is required to present strong insulation. Therefore, a heavy mass (often a bituminous material) is added on the wall, or else a porous material. However, this porous material is very ineffective unless thicknesses of several tens of centimeters can be introduced. From a transport point of view and in the construction field, this is not feasible, since it is even sought to lighten and make the structures as thin as possible.

También se conocen los paneles de pared doble que comprenden dos placas entre las cuales se coloca una lámina de aire o un material poroso. El aislamiento acústico de este tipo de panel presenta dos mínimos locales a la frecuencia de respiración fresp y a la frecuencia crítica fc. Estos mínimos son problemáticos, ya que traducen una debilidad en el aislamiento acústico. La frecuencia crítica está situada en altas frecuencias (varios kHz) y corresponde a una coincidencia entre la longitud de onda vibratoria de la pared y la longitud de onda acústica, lo cual se traduce en una fuerte transmisión de la energía acústica. Por su parte, la frecuencia de respiración está situada a frecuencias muy bajas (entre 50 y 500 Hz) y está relacionada con la resonancia masa-aire-masa de la pared: las placas oscilan en oposición de fase bajo el efecto de la rigidez del medio acústico comprimible en la cavidad. Aparte de estas dos frecuencias, la pared doble presenta un comportamiento interesante desde un punto de vista acústico ya que, entre las mismas, la pendiente de aislamiento es de 18 dB/octava y después de 12 dB/octava. Por tanto, su aislamiento puede ser importante en frecuencias medias y altas (entre 500 y 4000 Hz). Es importante indicar que un sistema de este tipo presenta un comportamiento acústico, pero también vibratorio. En efecto, en el lado de la fuente, la onda acústica llega a la primera placa que va a verse solicitada de manera mecánica y deformarse (hay una onda acústica en el sólido, también denominada vibración), y que a continuación va a radiar una onda acústica en la cavidad de aire. A continuación, la onda acústica en esta cavidad va a excitar la segunda placa que va a vibrar y a radiar en una parte de recepción que se desea aislar de la fuente. En general, se añade un material poroso en la cavidad para atenuar los modos acústicos en la cavidad sin influir sobre la vibración de las placas. Además, estas placas están optimizadas desde un punto de vista de la masa y el grosor para presentar una frecuencia de respiración lo más baja posible (a menudo, por debajo de 100 Hz) y una frecuencia crítica lo más alta posible (entre 2500 y 5000 Hz). Se habrá comprendido que los paneles de pared simple o aquellos de pared doble presentan dificultades similares relativas al volumen ocupado y a la masa de los paneles para realizar un aislamiento acústico aceptable. Also known are double-walled panels comprising two plates between which a sheet of air or a porous material is placed. The acoustic insulation of this type of panel presents two local minimums at the fresh respiration frequency and at the critical frequency fc. These minimums are problematic, as they translate into a weakness in acoustic insulation. The critical frequency is located at high frequencies (several kHz) and corresponds to a coincidence between the vibratory wavelength of the wall and the acoustic wavelength, which results in a strong transmission of acoustic energy. For its part, the respiration frequency is located at very low frequencies (between 50 and 500 Hz) and is related to the mass-air-mass resonance of the wall: the plates oscillate in phase opposition under the effect of the rigidity of the compressible acoustic medium in the cavity. Apart from these two frequencies, the double wall presents an interesting behavior from an acoustic point of view since, between them, the insulation slope is 18 dB / octave and afterwards 12 dB / octave. Therefore, its isolation can be important in medium and high frequencies (between 500 and 4000 Hz). It is important to note that a system of this type exhibits acoustic behavior, but also vibratory behavior. Indeed, on the source side, the acoustic wave reaches the first plate which is going to be mechanically stressed and deformed (there is an acoustic wave in the solid, also called vibration), and which is then going to radiate a acoustic wave in the air cavity. Next, the acoustic wave in this cavity will excite the second plate that will vibrate and radiate in a receiving part that it is desired to isolate from the source. In general, a porous material is added in the cavity to attenuate the acoustic modes in the cavity without influencing the vibration of the plates. Furthermore, these plates are optimized from a mass and thickness point of view to present as low a respiration frequency as possible (often below 100 Hz) and as high a critical frequency as possible (between 2500 and 5000 Hz). It will be understood that single-walled or double-walled panels present similar difficulties regarding the volume occupied and the mass of the panels to achieve acceptable acoustic insulation.

Por tanto, un panel de pared doble permite obtener aislamientos acústicos importantes en frecuencias medias y altas, pero sigue presentando un aislamiento acústico bajo a baja frecuencia, concretamente a causa de la frecuencia de respiración. Al igual que en los paneles de pared simple, la solución consiste en aumentar la masa de las paredes exteriores o su grosor, lo cual resulta evidentemente problemático.Therefore, a double-walled panel allows to obtain important acoustic insulation in medium and high frequencies, but still has low acoustic insulation at low frequencies, in particular because of the frequency of respiration. As with single wall panels, the solution is to increase the mass of the outer walls or their thickness, which is obviously problematic.

Para responder a la problemática del aislamiento acústico, es decir, a la problemática de la reducción de la transmisión de un ruido por una fuente acústica, y liberarse de las dificultades de las técnicas anteriormente mencionadas, actualmente se estudia la posibilidad de utilizar la tecnología de los cristales sónicos. Esta tecnología consiste en disponer difusores acústicos a intervalos predeterminados unos de otros con el fin de bloquear rangos de frecuencias de las ondas acústicas emitidas por la fuente para longitudes de onda proporcionales al periodo (separación) de los difusores.In order to respond to the problem of acoustic insulation, that is, to the problem of reducing the transmission of a noise by an acoustic source, and to get rid of the difficulties of the aforementioned techniques, the possibility of using the technology of sonic crystals. This technology consists of arranging acoustic diffusers at predetermined intervals of each other in order to block frequency ranges of the acoustic waves emitted by the source for wavelengths proportional to the period (spacing) of the diffusers.

Para poder ser eficaces, estos cristales sónicos necesitan varias líneas de difusores, lo cual crea barreras muy gruesas, comprendidas entre 50 cm y 2 m de grosor, lo que los limita a aplicaciones exteriores, tales como, concretamente, para barreras contra el ruido, por ejemplo, destinadas al aislamiento acústico de vías férreas o de las inmediaciones de vías de circulación de automóviles, concretamente las autopistas. En una aplicación conocida, los difusores están constituidos por unos resonadores rodeados por materiales porosos para aumentar el rango de frecuencia de eficacia (véase SANCHEZ-PEREZ et al., "Noise certification of a sonic crystal acoustic screen designed using a triangular lattice according to the standards EN 1793 (-1;-2;-3)”, EuroNoise, 2015). Por otro lado, se observará que los difusores son costosos y complejos de poner en práctica. En efecto, cada difusor está constituido por tres elementos, a saber, un tubo de metal recubierto en el interior por una lana de roca, estando todo ello recubierto por un tubo de aluminio microperforado. En la práctica, este ensamblaje es complejo y obtener un tubo microperforado es difícil ya que no existe ninguna propuesta comercial. Por tanto, la instalación de un muro contra el ruido a lo largo de una distancia de un metro sería así demasiado costoso y no presentaría garantías de eficacia, ya que este tipo de solución tecnológica sigue encontrándose aún en estado de desarrollo.To be effective, these sonic crystals need several lines of diffusers, which creates very thick barriers, between 50 cm and 2 m thick, which limits them to exterior applications, such as, specifically, for noise barriers, for example, intended for the acoustic insulation of railways or the vicinity of automobile traffic routes, specifically motorways. In a known application, diffusers are made up of resonators surrounded by porous materials to increase the effective frequency range (see SANCHEZ-PEREZ et al., "Noise certification of a sonic crystal acoustic screen designed using a triangular lattice according to the standards EN 1793 (-1; -2; -3) ", EuroNoise, 2015). On the other hand, it will be observed that diffusers are expensive and complex to implement. Indeed, each diffuser is made up of three elements, namely, a metal tube covered on the inside by a rock wool, all of this being covered by a micro-perforated aluminum tube In practice, this assembly is complex and obtaining a micro-perforated tube is difficult since there is no commercial proposal. Therefore, the installation of a wall against noise over a distance of one meter would thus be too expensive and would not present guarantees of effectiveness, since this type of technological solution continues to find It is still in a state of development.

También se conoce, a partir del documento US2011/0100746, el hecho de utilizar bandas de caucho perforadas con orificios y llenas de un fluido (aire o agua). Este tipo de material se utiliza para unir dos medios e impedir que las vibraciones pasen de uno a otro. Está optimizado para tratar las ondas de compresión que se propagan en el sentido del apilamiento de los orificios. Los rangos de frecuencias tratados son demasiado altos como para poder aplicarse a problemáticas de aislamientos de bajas frecuencias. Esto está relacionado concretamente con la elección de los materiales y de sus propiedades mecánicas, que impiden descender a frecuencias más bajas.It is also known from document US2011 / 0100746 to use perforated rubber bands with holes and filled with a fluid (air or water). This type of material is used to join two media and prevent vibrations from passing from one to the other. Is optimized to deal with compression waves propagating in the direction of hole stacking. The frequency ranges discussed are too high to be applicable to low frequency isolation problems. This is specifically related to the choice of materials and their mechanical properties, which prevent descending at lower frequencies.

Finalmente, a partir del documento FR3010225 se conocen los materiales con celdas absorbentes que comprenden una capa porosa y unos resonadores acústicos dispuestos entre dos caras de la capa porosa. Cuando se utilizan para aplicaciones de aislamiento acústico, sólo actúan las resonancias de los resonadores y permiten mejorar el aislamiento a lo largo de los rangos de frecuencias muy reducidos. Esto puede ser útil para tratar la frecuencia de respiración de las paredes dobles, pero no permite aumentar el aislamiento a lo largo de una banda grande. El tamaño de los resonadores para tratar bajas frecuencias también puede ser igualmente crítico y puede alcanzar rápidamente varios centímetros de diámetro y varios metros de longitud. Esto resulta problemático en aplicaciones de transporte.Finally, from document FR3010225 materials with absorbent cells that comprise a porous layer and acoustic resonators arranged between two faces of the porous layer are known. When used for sound insulation applications, only the resonances of the resonators act and allow for improved insulation over very narrow frequency ranges. This can be useful for treating the breathing rate of double walls, but does not allow for increased isolation along a large band. The size of resonators for dealing with low frequencies can also be equally critical and can quickly reach several centimeters in diameter and several meters in length. This is problematic in transportation applications.

La invención presenta concretamente como objetivo aportar una solución simple, eficaz y económica a estos problemas.The invention specifically aims to provide a simple, efficient and economical solution to these problems.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Para ello, se propone un panel acústicamente aislante, que comprende una capa que comprende una primera cara y una segunda cara, y que comprende una pluralidad de difusores intercalados entre la primera cara y la segunda cara, estando los difusores dispuestos en dicha capa de manera que forman una red periódica de celdas dispuestas unas al lado de otras según una dirección paralela a dicha primera y segunda cara, comprendiendo cada celda por lo menos un difusor, comprendiendo el panel además unos medios de estanqueidad aptos para impedir el paso de aire desde el exterior del panel a dicha capa.For this, an acoustically insulating panel is proposed, comprising a layer comprising a first face and a second face, and comprising a plurality of diffusers sandwiched between the first face and the second face, the diffusers being arranged in said layer in such a way that form a periodic network of cells arranged side by side in a direction parallel to said first and second face, each cell comprising at least one diffuser, the panel also comprising sealing means capable of preventing the passage of air from the exterior of the panel to said layer.

Por tanto, el panel según el presente documento, que es un metamaterial vibroacústico, está compuesto por una matriz sólida elástica y por unas inclusiones rígidas difusoras, es decir, difusores vibratorios (y no resonadores acústicos) dispuestos en el interior de la matriz.Therefore, the panel according to the present document, which is a vibroacoustic metamaterial, is composed of an elastic solid matrix and rigid diffusing inclusions, that is, vibratory diffusers (and not acoustic resonators) arranged inside the matrix.

La invención puede ser aplicada sobre una pared simple o en el interior de una pared doble, en lugar de un material poroso clásico, tal como se mencionó anteriormente. El interés es poder tratar bajas frecuencias para grosores finos, y una masa añadida relativamente baja en el lugar en el que los materiales clásicos necesitan un gran grosor y una masa añadida importante.The invention can be applied on a single wall or inside a double wall, instead of a classic porous material, as mentioned above. The interest is to be able to treat low frequencies for thin thicknesses, and a relatively low added mass in the place where classic materials need a great thickness and a significant added mass.

El tratamiento de las ondas sonoras en el interior del material se realiza de manera diferente de la técnica anterior. La configuración propuesta de panel permite presentar una baja velocidad de propagación de las ondas vibratorias en la capa/matriz, más particularmente cuando el módulo de Young es lo suficientemente pequeño y concretamente está comprendido entre 1 kPa y 100 MPa. Una baja velocidad de propagación de las ondas mecánicas en la capa del panel implica pequeñas longitudes de onda y, por tanto, necesita pequeñas inclusiones difusoras, conduciendo a obtener un panel de pequeño grosor en comparación con la técnica anterior. Al lograr convertir ondas acústicas de bajas frecuencias (grandes longitudes de onda) en ondas vibratorias en el material (pequeñas longitudes de onda), por tanto, es posible bloquearlas a nivel de los difusores, impidiendo que atraviesen el panel de un lado a otro, es decir, en una dirección que atraviesa la primera cara y la segunda cara. Por otro lado, la densidad de dicha capa puede estar comprendida entre 5 y 1000 kg/m3.The treatment of sound waves inside the material is carried out differently from the prior art. The proposed panel configuration makes it possible to present a low speed of propagation of the vibratory waves in the layer / matrix, more particularly when the Young's modulus is sufficiently small and specifically it is between 1 kPa and 100 MPa. A low speed of propagation of mechanical waves in the panel layer implies small wavelengths and therefore requires small diffusing inclusions, leading to obtaining a panel with a small thickness compared to the prior art. By converting acoustic waves of low frequencies (large wavelengths) into vibratory waves in the material (small wavelengths), therefore, it is possible to block them at the level of the diffusers, preventing them from passing through the panel from one side to the other, that is, in a direction that passes through the first face and the second face. On the other hand, the density of said layer can be between 5 and 1000 kg / m3.

Por tanto, al estar el panel destinado a ser montado sobre un soporte tal como una placa que puede servir de soporte de anclaje sobre un muro o cualquier otra pared que va a aislarse acústicamente, este va a aumentar el aislamiento acústico de la placa con un grosor adicional delgado. Este grosor adicional puede colocarse en el lado de la fuente de emisión sonora o en el lado opuesto. No obstante, dicho grosor adicional será más eficaz si se coloca en el lado de la fuente, ya que es más fácil atenuar las ondas acústicas antes de que alcancen una placa de soporte, en vez de intentar amortiguar las vibraciones de una placa ya puesta en movimiento. En la práctica, la cara destinada a ser aplicada sobre un soporte podrá estar provista de una película que se adhiere con fines de fijación sobre dicho soporte.Therefore, since the panel is intended to be mounted on a support such as a plate that can serve as an anchoring support on a wall or any other wall that is going to be acoustically insulated, this will increase the acoustic insulation of the plate with a thin extra thickness. This additional thickness can be placed on the side of the sound emission source or on the opposite side. However, this additional thickness will be more effective if placed on the source side, since it is easier to attenuate the acoustic waves before they reach a support plate, rather than trying to dampen the vibrations of a plate already in place. movement. In practice, the face intended to be applied on a support may be provided with a film that adheres for fixing purposes on said support.

Por tanto, para obtener un panel vibroacústico eficaz en el rango de la acústica audible (20 Hz - 20 kHz) y, en particular, en el rango de frecuencia comprendido entre 50 y 4000 Hz, hace falta asociar tres elementos: una matriz o un material flexible con un módulo de Young reducido, una red periódica de celdas que comprenden, cada una, por lo menos un difusor y asegurarse de que las ondas acústicas aéreas se transforman correctamente en ondas elásticas en el material. Sin uno de los mismos, esta técnica no funciona a las frecuencias de interés industriales (entre 50 y 4000 Hz). En este caso, todas las celdas son idénticas. Therefore, to obtain an effective vibroacoustic panel in the range of audible acoustics (20 Hz - 20 kHz) and, in particular, in the frequency range between 50 and 4000 Hz, it is necessary to associate three elements: a matrix or a flexible material with low Young's modulus, a periodic network of cells each comprising at least one diffuser, and ensuring that airborne acoustic waves are correctly transformed into elastic waves in the material. Without one of them, this technique does not work at frequencies of industrial interest (between 50 and 4000 Hz). In this case, all cells are identical.

La adición de medios de estanqueidad al aire permite que toda la energía acústica se transmita de manera mecánica al panel.The addition of airtight means allows all acoustic energy to be mechanically transmitted to the panel.

Por tanto, el solicitante propone un panel que evita la utilización de los materiales absorbentes clásicos, concretamente los materiales porosos y los materiales metaporosos, conocidos por ser eficaces en la absorción acústica (pocas ondas reflejadas) pero muy poco eficaces en el aislamiento (las ondas atraviesan el material fácilmente). Cuando el material es poroso, la adición de una película estanca al aire sobre la superficie de la capa elimina las propiedades de absorción del material poroso, pero permite excitar únicamente la estructura principal. De esta manera, se propaga muy poca energía acústica en el aire contenido en los poros del material. Esto es una diferencia fundamental con respecto a los otros metamateriales porosos acústicos existentes, concretamente los de la patente US9818393B2 en la que se considera el material poroso como un fluido equivalente en el que se propaga y se disipa la energía acústica y en el que la vibración de la estructura principal es débil. Dicho de otro modo, la mayor parte de la energía acústica se propaga en los poros, es decir, en la estructura principal de los poros.Therefore, the applicant proposes a panel that avoids the use of classical absorbent materials, specifically porous materials and metaporous materials, known to be effective in acoustic absorption (few reflected waves) but very ineffective in insulation (waves pass through material easily). When the material is porous, the addition of an airtight film on the surface of the layer removes the absorptive properties of the porous material, but allows only the main structure to be excited. In this way, very little acoustic energy is propagated in the air contained in the pores of the material. This is a fundamental difference with respect to the other existing acoustic porous metamaterials, specifically those of patent US9818393B2 in which the porous material is considered as an equivalent fluid in which acoustic energy propagates and dissipates and in which vibration of the main structure is weak. In other words, most of the acoustic energy propagates in the pores, that is, in the main structure of the pores.

El módulo de Young de los difusores puede ser superior al módulo de Young del material de la capa y preferentemente muy netamente superior, es decir, por lo menos diez veces superior.The Young's modulus of the diffusers can be higher than the Young's modulus of the layer material and preferably very significantly higher, that is to say, at least ten times higher.

Según otra característica, dicha capa es una matriz porosa tal como, por ejemplo, una espuma de poliuretano, una espuma con memoria de forma, fibras de poliéster y una espuma de polietileno. La matriz porosa puede presentar una porosidad comprendida entre 0,5 y 0,99. En particular, la porosidad puede estar comprendida entre 0,7 y 0,99. El aumento de la porosidad permite proporcionar flexibilidad a la matriz del material, aumentando por tanto la atenuación de las frecuencias muy bajas. La matriz puede ser de poros abiertos o de poros cerrados.According to another characteristic, said layer is a porous matrix such as, for example, a polyurethane foam, a shape memory foam, polyester fibers and a polyethylene foam. The porous matrix can have a porosity between 0.5 and 0.99. In particular, the porosity can be between 0.7 and 0.99. The increase in porosity makes it possible to provide flexibility to the material matrix, thereby increasing the attenuation of very low frequencies. The matrix can be open-pored or closed-pored.

Cuando se utiliza una matriz porosa con poros abiertos, los medios de estanqueidad pueden comprender, por ejemplo, una película aislante al aire que recubre la primera cara de dicha capa. Esta película puede presentar un grosor por lo menos igual a 0,05 mm. Este grosor mínimo permite garantizar la solidez de la película. La película aislante al aire puede presentar un grosor inferior a 0,5 mm. En efecto, más allá de este grosor, la película se vuelve demasiado pesada y se asemeja a una placa. When a porous matrix with open pores is used, the sealing means may comprise, for example, an air-insulating film that covers the first face of said layer. This film can have a thickness of at least 0.05 mm. This minimum thickness makes it possible to guarantee the solidity of the film. The air insulating film can be less than 0.5 mm thick. Indeed, beyond this thickness, the film becomes too heavy and resembles a plate.

En una realización particular, la película puede presentarse en forma de una membrana que presenta una puesta en tensión sobre la primera cara de la capa que comprende, es decir que aloja, los difusores acústicos.In a particular embodiment, the film can be in the form of a membrane that has a tension on the first face of the layer that comprises, that is to say that houses, the acoustic diffusers.

Los medios de estanqueidad pueden presentar una resistividad al paso del aire por lo menos superior a 50000 Nm-4s. Por debajo de este valor, la resistencia al aire es demasiado débil y genera escapes que no permiten disponer de un buen aislamiento acústico.The sealing means may have a resistivity to the passage of air of at least greater than 50,000 Nm-4s. Below this value, the air resistance is too weak and generates leaks that do not allow good acoustic insulation.

La capa puede ser una matriz no porosa, por ejemplo, a base de caucho. En este caso, la capa puede carecer de película estanca tal como se describió anteriormente si la estanqueidad de la matriz no porosa es suficiente. Evidentemente, se entiende que la capa que aloja los difusores puede presentar una estructura bimaterial, es decir, con una o varias subcapas. Cuando la subcapa destinada a recibir en primer lugar las ondas acústicas no es estanca al aire (por ejemplo, una subcapa de matriz porosa), entonces será necesario añadir una película aislante al aire tal como se describió anteriormente. El término subcapa designa, en este caso, un grosor dado de la capa de material que aloja los difusores, no indicando el término "sub” una disposición relativa.The layer can be a non-porous matrix, for example rubber-based. In this case, the layer may lack a tight film as described above if the tightness of the non-porous matrix is sufficient. Obviously, it is understood that the layer that houses the diffusers can have a bi-material structure, that is, with one or more sub-layers. When the underlayer intended to receive the acoustic waves first is not airtight (eg, a porous matrix underlayer), then it will be necessary to add an air insulating film as described above. The term sublayer designates, in this case, a given thickness of the layer of material that houses the diffusers, the term "sub" not indicating a relative arrangement.

En una realización dada, dichos difusores son cilindros rectos cuyas generatrices son sustancialmente paralelas a dicha primera cara y dicha segunda cara de la capa de material que aloja los difusores. La primera cara y la segunda cara pueden ser planas. Todos los difusores pueden ser idénticos. Pueden presentar una estructura interna hueca, maciza o con paredes de refuerzos internos.In a given embodiment, said diffusers are straight cylinders whose generatrices are substantially parallel to said first face and said second face of the layer of material that houses the diffusers. The first face and the second face can be flat. All diffusers can be identical. They can have a hollow, solid internal structure or with internally reinforced walls.

Los difusores pueden extenderse a lo largo de toda la longitud del panel y pueden carecer de aberturas a lo largo de toda su dimensión que se extiende desde un primer extremo hasta el segundo extremo opuesto.The diffusers may extend the entire length of the panel and may be devoid of openings along their entire dimension extending from a first end to the opposite second end.

El módulo de Young de dichos difusores puede ser por lo menos diez veces superior al módulo de Young de la capa. Este valor permite garantizar un contraste de rigidez suficientemente importante entre la propia estructura de la capa y los difusores, con el fin de crear unas bandas prohibidas de Bragg.The Young's modulus of said diffusers can be at least ten times higher than the Young's modulus of the layer. This value makes it possible to guarantee a sufficiently high stiffness contrast between the structure of the layer itself and the diffusers, in order to create forbidden Bragg bands.

También pueden utilizarse difusores realizados en metal, tal como aluminio, acero o cobre. Diffusers made of metal, such as aluminum, steel, or copper can also be used.

Los difusores también pueden realizarse en material polimérico de tipo PVC, polipropileno, PET, PETG, acetato, policarbonato. También pueden resultar convenientes otros materiales tales como papel, cartón enrollado, papel kraft o papel fenólico.The diffusers can also be made of polymeric material such as PVC, polypropylene, PET, PETG, acetate, and polycarbonate. Other materials such as paper, rolled cardboard, kraft paper, or phenolic paper may also be suitable.

Según una característica de la invención, cuando la separación a entre las celdas es igual al Vf According to a characteristic of the invention, when the separation a between the cells is equal to the Vf

grosor del panel, la separación puede definirse entonces como a = ~«, donde fo representa la frecuencia central de un rango de frecuencia seleccionado como objetivo (o de interés) y V^t representa la velocidad de las ondas de cizalladura en dicho material. Cada celda puede comprender uno o varios difusores, estando un difusor dado de una celda separado del valor a del difusor correspondiente en la celda adyacente. Por tanto, este panel presenta la particularidad de presentar unas celdas de sección cuadrada. Cuando una fuente emite ondas acústicas en el aire, las ondas mecánicas se propagan según dos direcciones: las ondas longitudinales (compresión) y las ondas transversales (cizalladura). En el panel, estas últimas son las más lentas. Aunque, en teoría, para obtener un aislamiento óptimo, es obligatorio un dimensionamiento preciso de los difusores, el solicitante ha constatado que es posible que se presente un efecto significativo cuando el periodo es igual a la mitad de la longitud de onda de cizalladura tal como se indicó anteriormente.thickness of the panel, the separation can then be defined as a = ~ «, where fo represents the central frequency of a frequency range selected as a target (or of interest) and V ^t represents the speed of the shear waves in said material. Each cell may comprise one or more diffusers, a given diffuser of a cell being separated from the a value of the corresponding diffuser in the adjacent cell. Therefore, this panel has the particularity of presenting cells with a square section. When a source emits acoustic waves in the air, the mechanical waves propagate in two directions: longitudinal waves (compression) and transverse waves (shear). In the panel, the latter are the slowest. Although, in theory, to obtain optimum insulation, precise dimensioning of the diffusers is mandatory, the applicant has found that a significant effect is possible when the period is equal to half the shear wavelength such as stated above.

En todavía otra realización según la presente memoria, será posible que la capa de material comprenda por lo menos una zona cuyo grosor presente un gradiente positivo del módulo de Young orientado de la primera cara hacia la segunda cara. Por tanto, el gradiente podrá extenderse o bien desde la primera cara hasta la segunda cara, o bien únicamente a lo largo de una parte de la capa. Por tanto, son posibles múltiples combinaciones. El término "gradiente positivo” designa un aumento del módulo de Young.In still another embodiment according to the present specification, it will be possible for the layer of material to comprise at least one zone whose thickness exhibits a positive gradient of Young's modulus oriented from the first face towards the second face. Therefore, the gradient can extend either from the first face to the second face, or only along a part of the layer. Therefore, multiple combinations are possible. The term "positive gradient" designates an increase in Young's modulus.

El presente documento también se refiere a un conjunto que comprende un panel cuya segunda cara se aplica sobre una cara de una placa de soporte.The present document also refers to an assembly comprising a panel whose second face is applied to one face of a support plate.

La placa de soporte presenta preferentemente un módulo de Young superior al módulo de Young de la capa.The support plate preferably has a Young's modulus greater than the Young's modulus of the layer.

La placa de soporte puede presentar un módulo de Young por lo menos diez veces superior al módulo de Young de la capa.The backing plate can have a Young's modulus at least ten times higher than the Young's modulus of the layer.

La combinación de una capa de matriz porosa que integra difusores, presentando la capa una primera cara recubierta por una película aislante al aire y una segunda cara aplicada sobre una placa de soporte, siendo el módulo de Young de los difusores y el módulo de Young de la placa de soporte muy netamente superiores al módulo de Young de la capa, resulta particularmente eficaz para absorber las ondas sonoras en el rango audible.The combination of a layer of porous matrix that integrates diffusers, the layer having a first face covered by an air-insulating film and a second face applied On a support plate, the Young's modulus of the diffusers and the Young's modulus of the support plate being very significantly higher than the Young's modulus of the layer, it is particularly effective in absorbing sound waves in the audible range.

Se observará que el módulo de Young de los difusores y el módulo de Young de la placa de soporte pueden ser sustancialmente iguales.It will be appreciated that the Young's modulus of the diffusers and the Young's modulus of the backing plate can be substantially the same.

Breve descripción de las figurasBrief description of the figures

La figura 1 representa una vista en sección de un primer modo de realización de un panel según la invención;Figure 1 represents a sectional view of a first embodiment of a panel according to the invention;

la figura 2 es un gráfico de la evolución de la transmisión vibratoria en dB en función de la frecuencia a varios ángulos de incidencia sobre el panel de la figura 1;Figure 2 is a graph of the evolution of the vibratory transmission in dB as a function of the frequency at various angles of incidence on the panel of Figure 1;

la figura 3 representa un gráfico que representa la pérdida de transmisión (en decibelios) en función de la frecuencia (escala logarítmica) para el panel de la figura 1 así como con un panel de referencia;Figure 3 represents a graph representing transmission loss (in decibels) as a function of frequency (logarithmic scale) for the panel of Figure 1 as well as with a reference panel;

la figura 4 representa una vista en sección de un segundo modo de realización de un panel según la invención;Figure 4 represents a sectional view of a second embodiment of a panel according to the invention;

la figura 5 es un gráfico de la evolución de la transmisión vibratoria en dB en función de la frecuencia a varios ángulos de incidencia sobre el panel de la figura 4;Figure 5 is a graph of the evolution of the vibratory transmission in dB as a function of the frequency at various angles of incidence on the panel of Figure 4;

la figura 6 representa un gráfico que representa la pérdida de transmisión (en decibelios) en función de la frecuencia (escala logarítmica) para el panel de la figura 4 así como con un panel de referencia;Figure 6 represents a graph representing transmission loss (in decibels) as a function of frequency (logarithmic scale) for the panel of Figure 4 as well as with a reference panel;

la figura 7 representa una pluralidad de difusores destinados a utilizarse con un panel según la invención;Figure 7 represents a plurality of diffusers for use with a panel according to the invention;

la figura 8 representa otra realización posible de un panel según la invención. figure 8 represents another possible embodiment of a panel according to the invention.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

Las figuras 1 y 4 representan respectivamente un primer modo de realización de un conjunto 10 que comprende un panel 10a según la invención y un segundo modo de realización de un conjunto 12 que comprende un panel 12a.Figures 1 and 4 respectively represent a first embodiment of an assembly 10 comprising a panel 10a according to the invention and a second embodiment of an assembly 12 comprising a panel 12a.

En las dos realizaciones diferentes propuestas, el panel 10a, 12a es soportado por una placa de soporte 14. En los diferentes ejemplos, la placa 14 está realizada en madera. Esta placa presenta una masa de 3,5 kg. La utilización de una placa absorbente, tal como de madera, permite reforzar el índice de atenuación, reforzando de este modo el aislamiento acústico.In the two different proposed embodiments, the panel 10a, 12a is supported by a support plate 14. In the different examples, the plate 14 is made of wood. This plate has a mass of 3.5 kg. The use of an absorbent plate, such as made of wood, makes it possible to reinforce the attenuation index, thus reinforcing the acoustic insulation.

El panel 10a, 12a comprende una capa 10b, 12b que comprende una primera cara 10c, 12c y una segunda cara 10d, 12d opuestas entre sí. La segunda cara 10d, 12d está en contacto con la placa 14 de soporte, por ejemplo, con ayuda de un medio de adhesión, tal como una película adhesiva. Tal como resulta evidente en la figura 1, la capa 10a, 12a comprende varias celdas dispuestas unas al lado de otras. Se entiende que no se trata en este caso de celdas 10e, 12e estructuralmente distintas unas de otras. Cada celda 10e, 12e comprende un difusor 10f, 12f1, 12f2 y todas las celdas 10e, 12e son idénticas. Por tanto, en lo que se refiere a la figura 1, los difusores 10f forman una línea según una dirección paralela a la primera y segunda caras. En lo que se refiere a la figura 4, los difusores 12f1 forman una primera línea según una dirección paralela a las caras primera y segunda y los difusores 12f2 forman una segunda línea según una dirección paralela a la primera y segunda caras. La segunda línea de difusores 12f2 está dispuesta entre la primera línea 12f1 y la segunda cara 12d.The panel 10a, 12a comprises a layer 10b, 12b comprising a first face 10c, 12c and a second face 10d, 12d opposite each other. The second face 10d, 12d is in contact with the support plate 14, for example, with the aid of an adhesion medium, such as an adhesive film. As is evident from figure 1, layer 10a, 12a comprises a number of cells arranged side by side. It is understood that in this case it is not a question of cells 10e, 12e that are structurally different from each other. Each cell 10e, 12e comprises a diffuser 10f, 12f1, 12f2 and all cells 10e, 12e are identical. Therefore, with reference to FIG. 1, the diffusers 10f form a line in a direction parallel to the first and second faces. With reference to Figure 4, the diffusers 12f1 form a first line in a direction parallel to the first and second faces and the diffusers 12f2 form a second line in a direction parallel to the first and second faces. The second line of diffusers 12f2 is arranged between the first line 12f1 and the second face 12d.

En las figuras 1 y 4, los difusores están representados en sección. Los difusores 10f, 12f1, 12f2 presentan una forma alargada según una dirección sensiblemente perpendicular al plano de sección y se extienden en paralelo a la primera cara 10c, 12c y la segunda cara 10d, 12d. Los difusores 10f, 12f1, 12f2 son, en este caso, unos cilindros circulares rectos cuyas generatrices son sustancialmente paralelas a dicha primera cara 10c, 12c y dicha segunda cara 10d, 12d de la capa 10a, 12a de material que aloja los difusores 10f, 12f1, 12f2. En la figura 8, se representan otras formas de cilindros rectos.In Figures 1 and 4, the diffusers are represented in section. The diffusers 10f, 12f1, 12f2 have an elongated shape in a direction substantially perpendicular to the section plane and extend parallel to the first face 10c, 12c and the second face 10d, 12d. The diffusers 10f, 12f1, 12f2 are, in this case, straight circular cylinders whose generatrices are substantially parallel to said first face 10c, 12c and said second face 10d, 12d of the layer 10a, 12a of material that houses the diffusers 10f, 12f1, 12f2. In Figure 8, other shapes of straight cylinders are depicted.

Para obtener una buena atenuación de las bajas frecuencias del sector audible, el panel 10a, 12a acústicamente aislante es tal que la capa, que aloja los difusores, está realizada en un material que presenta un módulo de Young comprendido entre 1 kPa y 100 MPa y que presenta una densidad comprendida entre 5 y 1000 kg/m3. Por otro lado, la capa 10a, 12a comprende unos medios de estanqueidad aptos para impedir el paso de aire desde el exterior del panel a dicha capa. Estos medios de estanqueidad están representados en la figura 1 mediante el trazo 16 discontinuo en la primera cara de la capa 10a, 12a. Estos medios de estanqueidad 16 pueden o bien formar parte integrante de la capa cuando la estructura constituyente de la capa 10a, 12a permite esta estanqueidad al aire, o bien estar formados por una película aislante al aire que recubre la primera cara de dicha capa cuando el material no permite garantizar intrínsecamente la función de estanqueidad al aire. En este último caso, por tanto, el trazo 16 representa una película estanca al aire. Esta película estanca puede depositarse sobre la primera cara de la capa 10a.In order to obtain a good attenuation of the low frequencies of the audible sector, the acoustically insulating panel 10a, 12a is such that the layer, which houses the diffusers, is made of a material having a Young's modulus between 1 kPa and 100 MPa and which has a density between 5 and 1000 kg / m3. On the other hand, the 10th, 12th layer It comprises sealing means capable of preventing the passage of air from the outside of the panel to said layer. These sealing means are represented in FIG. 1 by the dashed line 16 on the first face of the layer 10a, 12a. These sealing means 16 can either form an integral part of the layer when the constituent structure of the layer 10a, 12a allows this air-tightness, or they can be formed by an air-insulating film that covers the first face of said layer when the material does not inherently guarantee airtightness function. In the latter case, therefore, line 16 represents an airtight film. This tight film can be deposited on the first face of layer 10a.

El panel 10a, 12a así configurado, es decir, con una matriz flexible que presenta un módulo de Young reducido, una red periódica de celdas 10e, 12e que comprende por lo menos un difusor 10f, 12f1, 12f2 (en la figura 1, un único difusor y en la figura 4, dos difusores) y unos medios de estanqueidad al aire que permiten garantizar la transformación de las ondas sonoras aéreas emitidas por una fuente sonora en ondas acústicas en el sólido, permite obtener una buena atenuación a las frecuencias de interés industriales, es decir entre 50 y 4000 Hz.The panel 10a, 12a thus configured, that is, with a flexible matrix exhibiting a low Young's modulus, a periodic network of cells 10e, 12e comprising at least one diffuser 10f, 12f1, 12f2 (in Figure 1, a single diffuser and in figure 4, two diffusers) and airtightness means that guarantee the transformation of the airborne sound waves emitted by a sound source into acoustic waves in the solid, allows to obtain a good attenuation at the frequencies of interest industrial, that is to say between 50 and 4000 Hz.

Por tanto, es posible utilizar cualquier material que presente un módulo de Young y una baja densidad efectiva. Esto permite obtener velocidades de propagación de ondas mecánicas bajas (<<340 m/s). Las longitudes de onda asociadas son entonces más pequeñas que en el aire, lo cual implica un periodo espacial pequeño de los difusores (algunos centímetros) para obtener un efecto a baja frecuencia. Los materiales que presentan un módulo de Young de entre 1 kPa y 100 MPa y una densidad comprendida entre 5 y 1000 kg/m3, preferentemente entre 10 y 100 kg/m3, responden a esta condición.Therefore, it is possible to use any material that has a Young's modulus and a low effective density. This makes it possible to obtain low mechanical wave propagation speeds (<< 340 m / s). The associated wavelengths are then smaller than in air, which implies a small spatial period of the diffusers (a few centimeters) to obtain a low frequency effect. Materials with a Young's modulus of between 1 kPa and 100 MPa and a density between 5 and 1000 kg / m3, preferably between 10 and 100 kg / m3, respond to this condition.

El material de la capa 10b, 12b puede presentar una matriz porosa con poros abiertos o cerrados tales como, por ejemplo, la espuma de melamina Basotect de tipo G+ de BASF, una espuma de poliuretano, una espuma con memoria de forma, una espuma que comprende fibras de poliéster, la espuma Stratocell Whisper, una espuma de poliéster, una espuma de etileno-propileno-monómero de dieno. Las espumas, tales como las de polietileno, pueden obtenerse mediante un procedimiento de reticulación. Estas espumas presentan una estructura interna de poros abiertos. Evidentemente, las espumas pueden obtenerse mediante otros procedimientos distintos de un procedimiento de reticulación.The layer material 10b, 12b may have a porous matrix with open or closed pores such as, for example, Basotect type G + melamine foam from BASF, a polyurethane foam, a shape memory foam, a foam that It comprises polyester fibers, Stratocell Whisper foam, a polyester foam, an ethylene-propylene-diene monomer foam. Foams, such as polyethylene, can be made by a crosslinking process. These foams have an open pore internal structure. Of course, the foams can be obtained by other processes than a cross-linking process.

La matriz porosa puede presentar una porosidad comprendida entre 0,5 y 0,99. En particular, la porosidad puede estar comprendida entre 0,7 y 0,99. El aumento de la porosidad permite proporcionar flexibilidad a la matriz del material, aumentando entonces la atenuación de las frecuencias muy bajas.The porous matrix can have a porosity between 0.5 and 0.99. In In particular, the porosity can be between 0.7 and 0.99. Increasing porosity makes it possible to provide flexibility to the material matrix, thus increasing the attenuation of very low frequencies.

Hace falta que toda la energía acústica se transmita de manera mecánica al material. Si es un material homogéneo, esta transmisión se realiza de manera natural, pero si es un material que no garantiza esta transmisión, tal como un material poroso de poros abiertos, hace falta hacer que la primera cara que está expuesta a la fuente sonora, se haga estanca aplicando una capa fina de material impermeable, por ejemplo añadiendo una película estanca. Esto va a impedir que la energía se propague en los poros abiertos del material y, por tanto, va a impedir una propagación de las ondas acústicas según las leyes de la acústica aérea. Los revestimientos que pueden utilizarse para formar la película 16 estanca al aire son, por ejemplo, todas las películas con un grosor de 0,05 a 0,5 mm y, en particular, las películas de aluminio laminadas, con tramas o texturizadas, las películas de polímeros, de tipo PVC, vinilo, polipropileno y cualquier material que presente una resistividad al paso del aire superior a 50000 Nm-4s.It is necessary that all the acoustic energy is transmitted mechanically to the material. If it is a homogeneous material, this transmission occurs naturally, but if it is a material that does not guarantee this transmission, such as a porous material with open pores, it is necessary to make the first face that is exposed to the sound source, Make it watertight by applying a thin layer of waterproof material, for example by adding a watertight film. This will prevent the energy from propagating in the open pores of the material and, therefore, will prevent the propagation of the acoustic waves according to the laws of airborne acoustics. The coatings that can be used to form the airtight film 16 are, for example, all films with a thickness of 0.05 to 0.5 mm and, in particular, laminated, patterned or textured aluminum films, Polymer films such as PVC, vinyl, polypropylene and any material that has a resistivity to the passage of air greater than 50,000 Nm-4s.

En el panel acústico 10a, 12a según la invención, se propagan ondas longitudinales (es decir, las ondas de compresión) y ondas transversales (es decir, las ondas de cizalladura). No obstante, el solicitante ha constatado que las ondas transversales resultan ser las ondas más lentas en el panel 10a, 12a. Para obtener un aislamiento acústico óptimo, aunque en teoría es obligatorio un dimensionamiento preciso, el solicitante ha constatado que era posible evitar un efecto significativo de reducción de la transmisión sonora cuando la separación a entre las celdas 10e, 12e es igual a la mitad de la longitud de onda de cizalladura:In the acoustic panel 10a, 12a according to the invention, longitudinal waves (ie compression waves) and transverse waves (ie shear waves) are propagated. However, the applicant has found that the transverse waves turn out to be the slowest waves in the panel 10a, 12a. In order to obtain optimum acoustic insulation, although in theory a precise dimensioning is mandatory, the applicant has found that it was possible to avoid a significant effect of reducing the sound transmission when the spacing a between cells 10e, 12e is equal to half of the shear wavelength:

siendo fo la frecuencia central del rango de frecuencia que va a tratarse y Vt representa la velocidad de las ondas de cizalladura en dicho material.where fo is the central frequency of the frequency range to be treated and Vt represents the speed of the shear waves in said material.

En efecto, el solicitante ha constatado que puede establecerse una relación entre la velocidad de las ondas transversales en el panel y la separación de la celda, con la condición de que el grosor del panel sea sustancialmente igual a la separación entre las celdas. Se observará que, en el caso de la figura 1, la separación entre las celdas (todas idénticas) es la misma que la separación entre los difusores. En el caso en el que la celda comprende varios difusores y que todas las celdas son idénticas, la separación entre un difusor dado y el difusor que le corresponde en la celda adyacente es igual a la separación entre las celdas.Indeed, the Applicant has found that a relationship can be established between the speed of the transverse waves in the panel and the spacing of the cell, provided that the thickness of the panel is substantially equal to the spacing between the cells. It will be noted that, in the case of Figure 1, the spacing between the cells (all identical) is the same as the spacing between the diffusers. In the case in which the cell comprises several diffusers and that all the cells are identical, the separation between a given diffuser and its corresponding diffuser in the adjacent cell is equal to the spacing between the cells.

La utilización de esta fórmula permite simplificar la definición del panel ya que no es necesario realizar un cálculo por elementos finitos para conocer la disposición y las dimensiones de los difusores para presentar una buena absorción.The use of this formula makes it possible to simplify the definition of the panel since it is not necessary to perform a finite element calculation to know the arrangement and dimensions of the diffusers to present good absorption.

En el ejemplo propuesto en la figura 1, los difusores 10f están separados lateralmente 6 cm, la espuma es melamina que presenta un módulo de Young de 100 kPa. Todos los difusores presentan un mismo diámetro que es de 1,2 cm y la placa de soporte es de madera, presentando un módulo de Young de 1 GPa y un grosor de 1 cm. Los parámetros dimensionales del panel acústicamente aislante se resumen en la siguiente tabla:In the example proposed in FIG. 1, the diffusers 10f are laterally separated by 6 cm, the foam is melamine with a Young's modulus of 100 kPa. All the diffusers have the same diameter, which is 1.2 cm and the support plate is made of wood, presenting a Young's modulus of 1 GPa and a thickness of 1 cm. The dimensional parameters of the acoustically insulating panel are summarized in the following table:

[Tabla 1][Table 1]

El gráfico de la figura 2, obtenido experimentalmente, comprende varias curvas. Cada curva representa la transmisión vibratoria en dB en función de la frecuencia y para un ángulo de incidencia dado de las ondas acústicas sobre la primera cara del panel. Los ángulos de incidencia son idénticos en el gráfico. Se observa que la transmisión es inferior para los ángulos de incidencia bajos. En estas curvas, se observa que, entre 250 Hz y 750 Hz aproximadamente, hay una débil transmisión vibratoria y, por tanto, que la energía se transmite poco a través de la capa.The graph of figure 2, obtained experimentally, comprises several curves. Each curve represents the vibratory transmission in dB as a function of the frequency and for a given angle of incidence of the acoustic waves on the first face of the panel. The angles of incidence are identical in the graph. It is observed that the transmission is lower for the low angles of incidence. In these curves, it is observed that, between approximately 250 Hz and 750 Hz, there is a weak vibrational transmission and, therefore, that the energy is transmitted little through the layer.

La curva de la figura 3, obtenida experimentalmente, ilustra la pérdida de transmisión en ordenadas en función de la frecuencia. La curva 18 representa las pérdidas de transmisión (razón entre la intensidad acústica en el lado de la fuente con respecto a la del lado de recepción) en el panel de la figura 1 y la curva 20 representa la pérdida de transmisión en un panel de referencia formado por una matriz de un material idéntico al panel de la figura 1 pero carente de difusores y de estanqueidad al aire.The curve of Figure 3, obtained experimentally, illustrates the ordinate transmission loss as a function of frequency. Curve 18 represents the transmission losses (ratio between the acoustic intensity on the source side to that of the reception side) in the panel of figure 1 and curve 20 represents the transmission loss in a reference panel formed by a matrix of a material identical to the panel of figure 1 but lacking diffusers and air tightness.

Se observa la presencia de un pico en las pérdidas de transmisión a aproximadamente 400 Hz y que se extiende entre 300 y 800 Hz, lo que demuestra la eficacia de la configuración propuesta para el aislamiento acústico a baja frecuencia, es decir, a las frecuencias audibles bajas.The presence of a peak in the transmission losses is observed at approximately 400 Hz and that extends between 300 and 800 Hz, which demonstrates the effectiveness of the proposed configuration for acoustic isolation at low frequencies, that is, at audible frequencies. low.

La figura 4 representa una segunda realización de un panel 12b según la invención en el que cada celda 12e comprende dos difusores, estando las celdas 12e dispuestas unas al lado de otras para formar una estructura periódica. Cada celda 12e comprende un primer difusor que presenta un primer radio y un segundo difusor que presenta un segundo radio superior al primer radio. El primer difusor 12f1 está dispuesto más cerca de la primera cara 12c mientras que el segundo difusor 12f2 está dispuesto más cerca de la segunda cara 12d. La celda 12e se repite periódicamente según la ley que proporciona la separación a indicada anteriormente.Figure 4 represents a second embodiment of a panel 12b according to the invention in which each cell 12e comprises two diffusers, the cells 12e being arranged side by side to form a periodic structure. Each cell 12e comprises a first diffuser having a first radius and a second diffuser having a second radius greater than the first radius. The first diffuser 12f1 is arranged closer to the first face 12c while the second diffuser 12f2 is arranged closer to the second face 12d. Cell 12e repeats periodically according to the law providing the spacing a stated above.

En esta segunda realización de un panel según la invención, los difusores 12f1, 12f2 están separados lateralmente 6 cm, la espuma es melamina que presenta un módulo de Young de 100 kPa. Se utilizan dos difusores y presentan diámetros diferentes. La placa de soporte es de madera, presentando un módulo de Young de 1 GPa y un grosor de 1 cm. Los parámetros dimensionales del panel acústicamente aislante de la figura 4 se resumen en la siguiente tabla:In this second embodiment of a panel according to the invention, the diffusers 12f1, 12f2 are laterally separated by 6 cm, the foam is melamine with a Young's modulus of 100 kPa. Two diffusers are used and have different diameters. The support plate is made of wood, presenting a Young's modulus of 1 GPa and a thickness of 1 cm. The dimensional parameters of the acoustically insulating panel in figure 4 are summarized in the following table:

[Tabla 2][Table 2]

El gráfico de la figura 5, obtenido mediante simulación digital, comprende varias. Cada curva representa las pérdidas de transmisión vibratoria en dB en función de la frecuencia y para un ángulo de incidencia dado de las ondas acústicas sobre la primera cara 10c del panel 10a. Los ángulos de incidencia son idénticos en el gráfico. Se observa que la transmisión es inferior para los ángulos de incidencia bajos. En estas curvas, se observa que, entre 400 Hz y 1000 Hz aproximadamente, hay una débil transmisión vibratoria y, por tanto, que la energía se transmite poco a través de la capa.The graph of figure 5, obtained by digital simulation, includes several. Every curve represents the vibratory transmission losses in dB as a function of the frequency and for a given angle of incidence of the acoustic waves on the first face 10c of the panel 10a. The angles of incidence are identical in the graph. It is observed that the transmission is lower for the low angles of incidence. In these curves, it is observed that, between approximately 400 Hz and 1000 Hz, there is a weak vibrational transmission and, therefore, that the energy is transmitted little through the layer.

La curva de la figura 6, obtenida mediante simulación digital, ilustra las pérdidas de transmisión en ordenadas en función de la frecuencia. La curva 22 representa las pérdidas de transmisión en el panel de la figura 4 y la curva 24 representa las pérdidas de transmisión para una placa de madera sola.The curve in Figure 6, obtained by digital simulation, illustrates the ordinate transmission losses as a function of frequency. Curve 22 represents transmission losses in the panel of Figure 4 and curve 24 represents transmission losses for a single wooden plate.

Se observa que, hasta 1000 Hz aproximadamente, la pérdida de transmisión es aproximadamente 5 dB superior para el panel según la invención, lo que demuestra la eficacia de la configuración propuesta para el aislamiento acústico a baja frecuencia.It is observed that, up to approximately 1000 Hz, the transmission loss is approximately 5 dB higher for the panel according to the invention, which demonstrates the effectiveness of the proposed configuration for low frequency acoustic insulation.

Los dos ejemplos anteriormente mencionados muestran bien que, con una configuración de un panel acústico según la invención, es posible aumentar, de manera consiguiente, el aislamiento acústico a las frecuencias muy bajas.The two above-mentioned examples well show that, with a configuration of an acoustic panel according to the invention, it is possible to increase the acoustic insulation at very low frequencies accordingly.

A diferencia de las configuraciones de la técnica anterior, es posible presentar un buen aislamiento incluso con una única línea de difusores 10f (figura 1). Esto se debe al hecho de que hay varias ondas que se propagan simultáneamente, sobre una capa bastante fina. Por tanto, la probabilidad de que se encuentren con un difusor es muy importante. Para obtener un efecto aún más importante, la adición de varias líneas de difusores 12f1, 12f2 (figura 4) puede permitir aumentar adicionalmente los rendimientos del conjunto tal como es visible en la figura 5 o se amplía la banda de frecuencia con una amplitud de transmisión más importante. No obstante, de manera evidente, se entiende que esto también se realiza a costa de un grosor o de una masa más importante.Unlike prior art configurations, it is possible to have good insulation even with a single line of diffusers 10f (Figure 1). This is due to the fact that there are several waves propagating simultaneously, over a fairly thin layer. Therefore, the probability that they will come across a diffuser is very important. To obtain an even more important effect, the addition of several lines of diffusers 12f1, 12f2 (figure 4) can make it possible to further increase the performances of the set as visible in figure 5 or to broaden the frequency band with a transmission amplitude more important. However, obviously, it is understood that this also takes place at the cost of a greater thickness or mass.

La siguiente tabla resume los intervalos de valores que pueden utilizarse para realizar el material. La variabilidad de los parámetros indicados en la siguiente tabla se debe al hecho de que la geometría precisa sólo puede obtenerse tras una optimización teniendo en cuenta los parámetros de la matriz y el rango de frecuencia que va a tratarse. The following table summarizes the value ranges that can be used to make the material. The variability of the parameters indicated in the following table is due to the fact that the precise geometry can only be obtained after an optimization taking into account the parameters of the matrix and the frequency range to be treated.

[Tabla 3][Table 3]

Se han desarrollado herramientas de dimensionamiento con la ayuda del software Comsol® y mediante el método de los elementos finitos. Para ello, se considera que el material de la matriz es un sólido elástico y se notifican sus parámetros mecánicos equivalentes. Se calculan los modos vibratorios de una celda unitaria para todos los ángulos de incidencia, permitiendo de este modo identificar las bandas prohibidas: bandas de frecuencia para las que no existe ningún modo sea cual sea el ángulo de incidencia. Por tanto, es posible armonizar la geometría de la celda elemental, concretamente la periodicidad de los tubos, en función de la banda prohibida deseada. El resultado es satisfactorio cuando la vibración constituida por ondas longitudinales y transversales en el sólido elástico no se propaga hasta la placa. Es posible modificar los rangos de frecuencias para los que el material es eficaz modificando los siguientes parámetros:Sizing tools have been developed with the help of Comsol® software and using the finite element method. For this, the matrix material is considered to be an elastic solid and its equivalent mechanical parameters are reported. The vibratory modes of a unit cell are calculated for all angles of incidence, thus making it possible to identify the forbidden bands: frequency bands for which there is no mode whatever the angle of incidence. Therefore, it is possible to harmonize the geometry of the elementary cell, specifically the periodicity of the tubes, as a function of the desired forbidden band. The result is satisfactory when the vibration constituted by longitudinal and transverse waves in the elastic solid does not propagate to the plate. It is possible to modify the frequency ranges for which the material is effective by modifying the following parameters:

- Grosor de la matriz- Matrix thickness

- Periodicidad de las inclusiones- Periodicity of the inclusions

- Radio de las inclusiones- Radius of inclusions

- Módulo de Young de la matriz- Young's modulus of the matrix

- Densidad de la matriz- Matrix density

- Geometría de las inclusiones- Geometry of inclusions

- Material y grosor de la película estanca- Material and thickness of the waterproof film

- Factor de amortiguación del material que permite la estanqueidad.- Damping factor of the material that allows the watertightness.

La figura 7 ilustra diferentes formas de difusores que pueden utilizarse con la invención. La primera línea representa unos difusores 28 huecos que presentan la forma de una pared cilíndrica o tubular. La segunda línea representa unos difusores 30 que comprenden una pared cilíndrica 32 o tubular hueca con unas paredes internas 34 de refuerzo que conectan las caras internas de la pared cilíndrica 32. La tercera línea comprende unos difusores 36 de estructura hueca que alojan en su interior un resonador mecánico 38 de masa-resorte, es decir, un absorbedor mecánico en el que se disipa la energía bajo el efecto de la resonancia del sistema masa-resorte (masa = masa central en negro y resorte = paredes internas de refuerzo). El resonador o la masa interna comprende una pared cilíndrica externa 40 cuyas caras internas están conectadas mediante unos puentes de unión 42 al resonador 38. El principio es el de una masa conectada a un resorte cuyo desplazamiento inicial proporcionado a la masa se absorbe progresivamente por el desplazamiento de la masa unida al resorte. Es el principio del absorbedor dinámico que permite entonces tratar otra banda de frecuencias distinta de las bandas prohibidas, es decir, un tratamiento a la frecuencia de resonancia del sistema masa-resorte. Por tanto, el principio de funcionamiento es diferente de un resonador acústico en el que se obtiene una resonancia del aire en una cavidad (resonador de Helmholtz). La cuarta línea representa unos difusores 44 de estructura hueca similar a los de la tercera línea. No obstante, en estas realizaciones, cada masa interna 46 está conectada a la pared tubular 48 o pared cilíndrica externa por medio de un único puente de unión 50. Por tanto, este tipo de difusor 44 presenta una rigidez más débil del conjunto de masa 46 y del puente de unión 50, permitiendo de este modo una mejor disipación de la energía en comparación con las realizaciones de la tercera línea en la que cada masa 38 está conectada a la pared cilíndrica externa 40 mediante varios puentes de unión 42.Figure 7 illustrates different forms of diffusers that can be used with the invention. The first line represents hollow diffusers 28 that have the shape of a cylindrical or tubular wall. The second line represents diffusers 30 that comprise a cylindrical wall 32 or hollow tubular with internal reinforcing walls 34 that connect the internal faces of the cylindrical wall 32. The third line comprises diffusers 36 of hollow structure that houses a mechanical resonator 38 of mass-spring, that is to say, a mechanical absorber in which the energy is dissipated under the effect of the resonance of the mass-spring system (mass = central mass in black and spring = internal reinforcing walls). The resonator or the internal mass comprises an external cylindrical wall 40 whose internal faces are connected by means of connecting bridges 42 to the resonator 38. The principle is that of a mass connected to a spring whose initial displacement proportionate to the mass is progressively absorbed by the displacement of the mass attached to the spring. It is the principle of the dynamic absorber that then makes it possible to treat another frequency band other than the forbidden bands, that is, a treatment at the resonance frequency of the mass-spring system. Therefore, the principle of operation is different from an acoustic resonator in which a resonance of the air in a cavity is obtained (Helmholtz resonator). The fourth line represents diffusers 44 with a hollow structure similar to those of the third line. However, in these embodiments, each internal mass 46 is connected to the tubular wall 48 or external cylindrical wall by means of a single connecting bridge 50. Therefore, this type of diffuser 44 exhibits a weaker rigidity of the mass assembly 46 and of the junction bridge 50, thus allowing for better energy dissipation compared to the third line embodiments in which each mass 38 is connected to the outer cylindrical wall 40 by several junction bridges 42.

En las realizaciones anteriores, cada puente de unión puede ser una pared plana que se extiende de un extremo al otro de la pared cilíndrica.In the above embodiments, each connecting bridge can be a flat wall extending from one end of the cylindrical wall to the other.

Finalmente, a título de ejemplo, la figura 8 ilustra una posible variante del primer modo de realización. En la misma, cada celda 24 comprende dos difusores 26a, 26b separados una distancia a, estando la celda 24 separada una distancia a de la celda contigua. En este caso los difusores 26a, 26b son idénticos, pero también podrían ser diferentes, es decir, presentar radios diferentes, ubicaciones diferentes o incluso formas tales como las representadas en la figura 7.Finally, by way of example, Figure 8 illustrates a possible variant of the first embodiment. In it, each cell 24 comprises two diffusers 26a, 26b separated by a distance a, the cell 24 being separated by a distance a from the adjacent cell. In this case the diffusers 26a, 26b are identical, but they could also be different, that is, they have different radii, different locations or even shapes such as those represented in figure 7.

Se entiende que la definición precisa de un panel, es decir, las posiciones, las ubicaciones y el dimensionamiento de los difusores, puede realizarse mediante simulación por elementos finitos. Por tanto, existen combinaciones posibles en cuanto a posiciones, ubicaciones y dimensionamientos de los difusores que permiten presentar un buen aislamiento acústico siempre que el panel presente las características según la invención. En resumen, según el presente documento, la película estanca permite crear una barrera de estanqueidad al aire. It is understood that the precise definition of a panel, that is, the positions, locations and dimensioning of the diffusers, can be done by simulation by finite elements. Therefore, there are possible combinations in terms of positions, locations and dimensions of the diffusers that make it possible to present good acoustic insulation provided that the panel has the characteristics according to the invention. In summary, according to the present document, the airtight film makes it possible to create an air-tight barrier.

Ésta se aplica (mediante adhesión o mediante otro medio mecánico de fijación) sobre la primera cara de la capa que aloja los difusores, con el fin de crear una capa adicional y mejorar el aislamiento acústico (es decir, disminuir las transmisiones vibratorias y acústicas a ambos lados) combinando varios fenómenos acústicos, de los cuales los dos principales son:This is applied (by adhesion or by another mechanical fixing means) on the first face of the layer that houses the diffusers, in order to create an additional layer and improve acoustic insulation (that is, reduce vibratory and acoustic transmissions to both sides) combining various acoustic phenomena, of which the main two are:

- un desacoplamiento vibratorio entre la onda acústica incidente y la placa de soporte gracias a la película y al material poroso de la capa, que actúan como una pared doble, en la que una de las paredes está formada por la placa y la otra está formada por la película, debiendo presentar la película un grosor suficientemente reducido tal como se mencionó anteriormente,- a vibratory decoupling between the incident acoustic wave and the support plate thanks to the film and the porous material of the layer, which act as a double wall, in which one of the walls is formed by the plate and the other is formed by the film, the film having to have a sufficiently reduced thickness as mentioned above,

- la conversión de las ondas acústicas de la fuente en ondas vibratorias (concretamente transversales y de cizalladura) en la capa de material elástico, que entonces se detendrán por la presencia de los difusores. - the conversion of the acoustic waves of the source into vibratory waves (specifically transverse and shear waves) in the layer of elastic material, which will then be stopped by the presence of the diffusers.

Claims (19)

REIVINDICACIONES 1. Panel acústicamente aislante (10), caracterizado por que comprende una capa (10a) que comprende una primera cara (10c) y una segunda cara (10d) y que comprende una pluralidad de difusores intercalados entre la primera cara y la segunda cara, estando los difusores (10f) dispuestos en dicha capa de manera que formen una red periódica de celdas dispuestas unas al lado de otras según una dirección paralela a dicha primera (10c) y segunda (10d) caras, comprendiendo cada celda (10e) por lo menos un difusor (10f), comprendiendo el panel además unos medios de estanqueidad (16) aptos para impedir el paso de aire desde el exterior del panel a dicha capa (10a).1. Acoustically insulating panel (10), characterized in that it comprises a layer (10a) comprising a first face (10c) and a second face (10d) and comprising a plurality of diffusers sandwiched between the first face and the second face, the diffusers (10f) being arranged in said layer so as to form a periodic network of cells arranged side by side in a direction parallel to said first (10c) and second (10d) faces, each cell (10e) comprising at least minus one diffuser (10f), the panel also comprising sealing means (16) capable of preventing the passage of air from the outside of the panel to said layer (10a). 2. Panel según la reivindicación 1, caracterizado por que el módulo de Young de los difusores es superior al módulo de Young del material de la capa.Panel according to claim 1, characterized in that the Young's modulus of the diffusers is higher than the Young's modulus of the layer material. 3. Panel según la reivindicación 2, caracterizado por que el módulo de Young de los difusores es por lo menos diez veces superior al módulo de Young del material de la capa.Panel according to claim 2, characterized in that the Young's modulus of the diffusers is at least ten times higher than the Young's modulus of the layer material. 4. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el módulo de Young de la capa está comprendido entre 1 kPa y 100 MPa y/o la densidad de dicha capa está comprendida entre 5 y 1000 kg/m3.Panel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Young's modulus of the layer is between 1 kPa and 100 MPa and / or the density of said layer is between 5 and 1000 kg / m3. 5. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dicha capa (10a) es una matriz porosa con poros abiertos o cerrados tal como, por ejemplo, una espuma de poliuretano, una espuma con memoria de forma y fibras de poliéster.Panel according to one of claims 1 to 4, characterized in that said layer (10a) is a porous matrix with open or closed pores such as, for example, a polyurethane foam, a shape memory foam and polyester fibers . 6. Panel según la reivindicación 5, caracterizado por que la matriz porosa presenta una porosidad comprendida entre 0,5 y 0,99, en particular comprendida entre 0,7 y 0,99.Panel according to claim 5, characterized in that the porous matrix has a porosity between 0.5 and 0.99, in particular between 0.7 and 0.99. 7. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dicha capa es una matriz no porosa, por ejemplo, a base de caucho.Panel according to one of claims 1 to 4, characterized in that said layer is a non-porous matrix, for example based on rubber. 8. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que dichos difusores (10f) son cilindros rectos cuyas generatrices son sensiblemente paralelas a dicha primera cara (10c) y dicha segunda cara (10d) de la capa (10a) de material que aloja los difusores (10f). Panel according to one of claims 1 to 7, characterized in that said diffusers (10f) are straight cylinders whose generatrices are substantially parallel to said first face (10c) and said second face (10d) of the layer (10a) of material that houses the diffusers (10f). 9. Panel según una de las reivindicaciones 1a 8, caracterizado por que todos los difusores (10f) son idénticos.Panel according to one of claims 1 to 8, characterized in that all the diffusers (10f) are identical. 10. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que los difusores (10f) presentan una estructura interna hueca, maciza o con paredes de refuerzos internos.Panel according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the diffusers (10f) have a hollow internal structure, solid or with internal reinforcing walls. 11. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que los medios de estanqueidad al aire comprenden una película (16) aislante al aire que recubre la primera cara (10c) de dicha capa (10a).Panel according to one of claims 1 to 10, characterized in that the airtightness means comprise an air-insulating film (16) that covers the first face (10c) of said layer (10a). 12. Panel según la reivindicación 11, caracterizado por que la película aislante al aire presenta un grosor por lo menos igual a 0,05 mm.Panel according to claim 11, characterized in that the air insulating film has a thickness of at least equal to 0.05 mm. 13. Panel según la reivindicación 12, caracterizado por que la película aislante al aire presenta un grosor inferior a 0,5 mm.Panel according to claim 12, characterized in that the air insulating film has a thickness of less than 0.5 mm. 14. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que los medios de estanqueidad presentan una resistividad al paso del aire que es por lo menos superior a 50000 Nm-4s.Panel according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sealing means have a resistivity to the passage of air that is at least greater than 50,000 Nm-4s. 15. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que la separación a _ y? Panel according to one of Claims 1 to 15, characterized in that the spacing a _ and? entre dichas celdas es tal que donde fo representa la frecuencia central de un rango de frecuencia seleccionado como objetivo y V^t es la velocidad de ondas de cizalladura.between said cells is such that where fo represents the central frequency of a target frequency range and V ^t is the shear wave velocity. 16. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que dicha capa de material comprende por lo menos una zona cuyo grosor presenta un gradiente positivo del módulo de Young orientado de la primera cara (10c) hacia la segunda cara (10d).Panel according to one of claims 1 to 15, characterized in that said layer of material comprises at least one area whose thickness has a positive gradient of Young's modulus oriented from the first face (10c) towards the second face (10d) . 17. Conjunto que comprende un panel según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por que la segunda cara se aplica sobre una cara de una placa de soporte.17. Assembly comprising a panel according to one of claims 1 to 16, characterized in that the second face is applied to one face of a support plate. 18. Conjunto según la reivindicación 17, caracterizado por que la placa de soporte presenta un módulo de Young superior al módulo de Young de la capa.Assembly according to claim 17, characterized in that the support plate has a Young's modulus greater than the Young's modulus of the layer. 19. Conjunto según la reivindicación 18, caracterizado por que la placa de soporte presenta un módulo de Young por lo menos diez veces superior al módulo de Young de la capa. Assembly according to claim 18, characterized in that the support plate has a Young's modulus at least ten times higher than the Young's modulus of the layer.