ES2245240B1 - MICROPERFORATED INSERTION UNITS FOR USE AS ACOUSTIC ABSORBENTS. - Google Patents

Abstract

Unidades de inserción microperforadas para su uso como absorbentes acústicos. El objeto de la presente patente consiste en el diseño y realización de materiales y dispositivos absorbentes a una onda acústica alternativos a los materiales fibrosos o porosos y con características de absorción acústica análogas o superior a los materiales microperforados. Los dispositivos incorporan mallas o elementos acústicos similares con luces submilimétricas, pudiéndose insertar de manera sencilla, en las superficies expuestas a la onda sonora. Las características del espectro de absorción resultante dependen del adecuado diseño de los mismos: luz de la malla, número de elementos a insertar para una superficie de área determinada, tamaño de la cavidad posterior (con posibilidad de regulación individual), etc. Los dispositivos presentan excelentes propiedades mecánicas que permiten de forma sencilla su instalación y posterior limpieza sin pérdida de sus características acústicas, lo que les hacen idóneos para los tratamientos acústicos en los que la higiene, limpieza, y/o situaciones extraordinarias de uso son primordiales.Microperforated insertion units for use as acoustic absorbers. The object of the present patent consists in the design and realization of materials and devices absorbing to an acoustic wave alternative to the fibrous or porous materials and with characteristics of acoustic absorption analogous or superior to the microperforated materials. The devices incorporate meshes or similar acoustic elements with sub-millimeter lights, being able to be inserted simply, on surfaces exposed to the sound wave. The characteristics of the resulting absorption spectrum depend on their proper design: mesh light, number of elements to be inserted for a given area surface, size of the posterior cavity (with the possibility of individual regulation), etc. The devices have excellent mechanical properties that allow easy installation and subsequent cleaning without loss of their acoustic characteristics, which make them suitable for acoustic treatments in which hygiene, cleaning, and / or extraordinary situations of use are paramount.

Description

Unidades de inserción microperforadas para su uso como absorbentes acústicos.Microperforated insertion units for your use as acoustic absorbers.

Sector de la técnicaTechnical sector

Acústica, edificación, vehículos de transporte rodado y aéreo, ruido industrial, medio ambiente,....Acoustics, building, transport vehicles filmed and aerial, industrial noise, environment, ....

Estado de la técnicaState of the art

Para el acondicionamiento acústico de los más variados tipos de recintos, se utilizan normalmente materiales porosos o fibrosos capaces de absorber la energía acústica incidente indeseada en el margen de frecuencias medias y altas (aproximadamente a partir de 200 Hz).For the acoustic conditioning of the most various types of enclosures, materials are normally used porous or fibrous capable of absorbing acoustic energy unwanted incident in the middle and high frequency range (approximately from 200 Hz).

En ciertos casos, este tipo de dispositivos realizados con estos materiales, que presentan superficies rugosas y de poros abiertos no son los mas apropiados ante requisitos de salubridad (se consideran carcinógenos y además absorbentes de todo tipo de polvo y bacterias) y/o de limpieza (cámaras blancas), así como en otros casos en que su presencia no debe ser relevante debiendo pasar lo más desapercibido posible siendo incluso transparentes ópticamente. En otras ocasiones se trata de acondicionar acústicamente espacios con extremados requisitos técnicos como son las toberas de los motores de aviación, etc., en donde los materiales acústicos absorbentes clásicos son inviables.In certain cases, these types of devices made with these materials, which have rough surfaces and open pores are not the most appropriate for the requirements of healthiness (they are considered carcinogens and also absorbents of all type of dust and bacteria) and / or cleaning (white chambers) as well as in other cases where your presence should not be relevant having to go as unnoticed as possible even optically transparent On other occasions it is about acoustically condition spaces with extreme requirements technicians such as aviation engine nozzles, etc., in where classic absorbent acoustic materials are unviable

Ítem más, los absorbentes tradicionales mencionados anteriormente necesitan espesores relativamente grandes para absorber eficazmente en 1 as regiones del espectro acústico de bajas y medias frecuencias. Moreover , the traditional absorbents mentioned above need relatively large thicknesses to effectively absorb in the regions of the acoustic spectrum of low and medium frequencies.

Por otra parte, el problema de la absorción en bajas frecuencias ha sufrido un importante incremento durante los últimos años no solo en los campos de la acústica arquitectónica y de la edificación, sino también en el control del ruido. Así como las frecuencias medias y altas del espectro de ruido se pueden controlar por medio de los silenciadores porosos clásicos, en muy bajas frecuencias, estos silenciadores requieren unos grandes espesores de las cubiertas acústicas, con lo que además ello supone pérdidas de caudal en la rugosidad del tratamiento.On the other hand, the problem of absorption in low frequencies has suffered a significant increase during the recent years not only in the fields of architectural acoustics and of building, but also in noise control. As well as the medium and high frequencies of the noise spectrum can be control by means of the classic porous silencers, in very low frequencies, these silencers require large thicknesses of acoustic covers, which also means Flow losses in the roughness of the treatment.

Por tanto, resultaría ideal la consecución de un material absorbente libre de materiales porosos o fibrosos, que produjera unas altas pérdidas de inserción en el rango de muy bajas frecuencias, bien en forma pasiva o activa mediante la inserción de un sistema de Control Activo del Ruido CAR. A su vez es deseable una alta estabilidad y limpieza del mismo sin menoscabo de sus propiedades acústicas.Therefore, it would be ideal to achieve a absorbent material free of porous or fibrous materials, which produced high insertion losses in the range of very low frequencies, either passively or actively by inserting an Active Noise Control System CAR. In turn it is desirable high stability and cleanliness without compromising its acoustic properties

La mayoría de los sistemas absorbentes anteriores se fundamentan en la utilización de paneles microperforados como los propuestos teóricamente por D.Y. Maa desde los años 80 del pasado siglo (D.Y. Maa, Potential of
microperforated panel absorbers, J. Acoust. Soc. Am. 104 (5), Nov 1998, 2861-2866).Most of the previous absorbent systems are based on the use of microperforated panels as theoretically proposed by DY Maa since the 80s of the last century (DY Maa, Potential of
microperforated panel absorbers, J. Acoust. Soc. Am. 104 (5), Nov 1998, 2861-2866).

En este tipo de paneles, la absorción acústica es una consecuencia de la resistencia acústica al flujo de aire del sistema (fundamentalmente de tipo reactivo) y una baja reactancia de masa. En los materiales microperforados
(Microperforated Panels MPP), las pérdidas energéticas son debidas a los efectos de los gradientes térmicos y viscosos que se producen en las perforaciones al paso de la onda acústica, actuando en este caso fundamentalmente la parte resistiva de la impedancia acústica característica del material.In this type of panels, the acoustic absorption is a consequence of the acoustic resistance to the air flow of the system (mainly of reactive type) and a low mass reactance. In microperforated materials
(Microperforated Panels MPP), the energy losses are due to the effects of thermal and viscous gradients that occur in the perforations at the passage of the acoustic wave, in this case essentially the resistive part of the characteristic acoustic impedance of the material.

La banda de frecuencias de absorción sonora en un determinado panel microperforado depende esencialmente del diámetro de las perforaciones, del espesor del panel, del porcentaje de perforación del mismo (área total de las perforaciones / área de la superficie del panel), así como del espacio de aire encerrado entre el panel y la estructura rígida posterior en la que se apoya.The sound absorption frequency band in a certain microperforated panel depends essentially on the bore diameter, panel thickness, drilling percentage (total area of perforations / surface area of the panel), as well as the air space enclosed between the panel and the rigid structure back on which it rests.

Desde los años 90 se vienen empleando con éxito este tipo de absorbentes en ciertas construcciones y situaciones restringidas en las que la utilización de los materiales absorbentes clásicos son inviables por causas técnicas o de salubridad.Since the 90s they have been used successfully this type of absorbents in certain constructions and situations restricted in which the use of absorbent materials Classics are unfeasible for technical or health reasons.

Las principales restricciones de estos absorbentes acústicos son sus costes debidos a la dificultad de perforar las mas variadas superficies y materiales (metal, vidrio, metacrilatos, cerámicas, etc.) con agujeros cuyos diámetros son submilimétricos, que pueden variar entre 0.06 mm hasta 1 mm, con porcentajes de perforación variables entre el 1 y 30%, lo que comportaría en muchas ocasiones cientos de perforaciones por decímetro cuadrado, o bien en el caso de láminas flexibles, la necesidad de utilizar una cubierta protectora a su vez también perforada.The main restrictions of these Acoustic absorbers are their costs due to the difficulty of drill the most varied surfaces and materials (metal, glass, methacrylates, ceramics, etc.) with holes whose diameters are sub-millimeters, which can vary between 0.06 mm to 1 mm, with drilling percentages varying between 1 and 30%, which it would often involve hundreds of perforations for square decimeter, or in the case of flexible sheets, the need to use a protective cover in turn also perforated

En la actualidad el uso de paneles microperforados se ha limitado a paneles para confeccionar falsos techos con propiedades acústicas absorbentes, que entre sus ventajas incluyen: disminución de riesgos en recintos con altas condiciones de salubridad; posibilidades de limpieza; sensibilidad mecánica durante el montaje e instalación; efectos fisiológicos debidos a la abrasión y dispersión de las fibras, etc.Currently the use of panels microperforated has been limited to panels to make fake ceilings with absorbent acoustic properties, which between their Advantages include: reduction of risks in enclosures with high health conditions; cleaning possibilities; sensitivity mechanics during assembly and installation; physiological effects due to the abrasion and dispersion of the fibers, etc.

En este sentido, sólo hemos encontrado las siguientes patentes en la oficina de patentes de EEUU.:In this sense, we have only found the following patents at the US patent office:

1.one.

Pat. Nº 6.617.002 Microperforated polymeric film for sound absorption and sound absorber using same.Pat. No. 6,617,002 Microperforated polymeric film for sound absorption and sound absorb using same.

2.2.

Pat. Nº 6.598.701 Shaped microperforated polymeric film sound absorbers and methods of manufacturing the samePat. No. 6,598,701 Shaped microperforated polymeric film sound absorbers and methods of manufacturing the same

3.3.

Pat. Nº 5.740.649 False ceiling (1998), Fuchs et al.Pat. No. 5,740,649 False ceiling (1998), Fuchs et al .

En todas ellas se trata de las características absorbentes de falsos techos realizados a partir de películas plásticas muy delgadas microperforadas, mostrando su idoneidad como materiales acústicos absorbentes de banda ancha carentes de materiales fibrosos (lanas minerales, etc.) que son perjudiciales para la sa-lud.In all of them it's about the absorbent features of suspended ceilings made from very thin plastic films microperforated, showing their suitability as acoustic materials broadband absorbents lacking fibrous materials (wool minerals, etc.) that are harmful to the Health.

4.Four.

Patente internacional WO 02/03375 Al (10.01.2002) "Shaped microperforated polymeric film sound absorbers and methods of manufacturing the same" de K.B. Word y P.A. Martinson, en la que se describen las propiedades acústicas absorbentes de una película fina de plástico y el proceso para su fabricación. La patente incluye las gráficas de los espectros de absorción acústica obtenibles con este procedi-miento.International Patent WO 02/03375 Al (10.01.2002) "Shaped microperforated polymeric film sound absorbers and methods of manufacturing the same "by K.B. Word and P.A. Martinson, in which the acoustic properties are described absorbents of a thin plastic film and the process for its manufacturing. The patent includes the graphics of the spectra of acoustic absorption obtainable with this process.

En todas ellas, las películas son del orden de las 100 \mum, lo que realmente constituye un handicap frente a su resistencia a agentes exteriores (fácil ruptura, manejo delicado dificultad de limpieza dado que estos poros se colmatan rápidamente con el polvo ambiental, etc.), además de su fragilidad mecánica.In all of them, the films are of the order of 100 µm, which really constitutes a handicap against its resistance to external agents (easy breakage, delicate handling cleaning difficulty since these pores fill quickly with environmental dust, etc.), in addition to its mechanical fragility.

Se debe hacer notar que las curvas de absorción acústica en función de la frecuencia que se obtienen con el procedimiento reivindicado en la presente patente son perfectamente equivalentes a las propugnadas por los mencionados autores.It should be noted that absorption curves acoustics depending on the frequency obtained with the procedure claimed in the present patent are perfectly equivalent to those advocated by the aforementioned authors.

Descripción de la invenciónDescription of the invention Breve descripción de la invenciónBrief Description of the Invention

El principio de funcionamiento de un panel acústico microperforado consiste en obtener una resistividad al flujo de aire adecuada a través de un determinado número de perforaciones con diámetros inferiores a 1 mm. y porcentajes de perforación en el orden del 1-10%. Detrás del panel se debe disponer de una cavidad de aire que actúa en estas condiciones como un sistema vibrante masa - muelle capaz de absorber una banda relativamente ancha de frecuencias de la energía acústica incidente. Dicha banda de frecuencias puede ampliarse convenientemente sin más que disponer en paralelo de varios paneles con espacios intermedios de aire calculados ad hoc. También pueden obtenerse una ampliación de la banda de frecuencias a absorber sin más que curvar suavemente el panel microperforado o la pared que constituye la cavidad de aire.The principle of operation of a panel microperforated acoustics is to obtain a resistivity to adequate air flow through a certain number of perforations with diameters less than 1 mm. and percentages of drilling in the order of 1-10%. Behind the panel you must have an air cavity that acts in these conditions as a vibrating mass - spring system capable of absorb a relatively wide band of energy frequencies acoustic incident. This frequency band can be extended conveniently without having several panels in parallel with intermediate air spaces calculated ad hoc. They can also obtain an extension of the frequency band to be absorbed without rather than gently curving the microperforated panel or wall that It constitutes the air cavity.

En particular, la selección de la configuración de los agujeros (diámetro y número) no solo determina el margen de frecuencias a absorber sino también la eficacia de los absorbentes en ese rango.In particular, the configuration selection of the holes (diameter and number) not only determines the margin of frequencies to absorb but also the effectiveness of the absorbents In that range.

Los paneles pueden ser rígidos, en cuyo caso se debe aplicar las teorías de Maa; pero también pueden ser flexibles, debiendo tener en cuenta esta situación en el cálculo de vibraciones inducidas por membranas, que dan lugar a una absorción suplementaria.The panels can be rigid, in which case they you must apply the theories of Maa; but they can also be flexible, having to take this situation into account in the calculation of membrane-induced vibrations, which lead to absorption supplementary

En todas estas situaciones se requiere disponer de sofisticadas tecnologías para perforar los paneles de los más variadas constituciones, operaciones que resultan caras dado que se trata de situaciones muy específicas y que en el caso de estos agujeros submilimétricos deben recurrirse a perforadoras especiales, láser, chorros de agua a presión etc., que dependerán del tipo de material a taladrar.In all these situations it is required to have of sophisticated technologies to pierce the panels of the most various constitutions, operations that are expensive given that deals with very specific situations and that in the case of these Submillimeter holes should be used in drills special, laser, pressurized water jets etc., which will depend of the type of material to be drilled.

La situación anterior quizá es la responsable del uso restringido de este tipo de materiales.The previous situation is perhaps responsible of the restricted use of this type of materials.

Parecería muy conveniente reemplazar esta complicada tecnología por un sistema de sencilla aplicación que facilite la realización a priori del material de partida, o bien acondicionar a posteriori el tratamiento de superficies ya implementadas, en aras de un incremento controlado de su absorción acústica.It would seem very convenient to replace this complicated technology with a system of simple application that facilitates the a priori realization of the starting material, or to condition the treatment of already implemented surfaces a posteriori , for the sake of a controlled increase in its acoustic absorption.

El presente invento consiste en el diseño y construcción de unos pequeños dispositivos mecánicos (MIUs) que pueden insertarse de manera muy fácil y cómoda en cualquier panel que recubra una superficie mas o menos reflectante (separado de la misma un cierto espacio) de tal forma que permita su transformación en un dispositivo absorbente al sonido incidente sobre el mismo.The present invention consists in the design and construction of small mechanical devices (MIUs) that they can be inserted very easily and conveniently in any panel which covers a more or less reflective surface (separated from the same a certain space) in a way that allows its transformation in a device absorbing the sound incident on it.

Este tipo de paneles, así tratados, son de aplicación tanto en recintos de uso público o privado (acústica de la edificación, salas de conferencias y conciertos, ...); también pueden ser de gran aplicación en vehículos (techos de automóviles, cabinas de aviones, ...), en recintos donde la limpieza juega un papel fundamental (habitaciones hospitalarias, quirófanos, salas de preparación de alimentos, cámaras blancas de investigación microelectrónica, ...), etc, ya que pueden limpiarse con detergentes u otros medios antibacterianosThis type of panels, thus treated, are of application both in public or private areas (acoustics of the building, conference and concert halls, ...); too They can be of great application in vehicles (car roofs, airplane cabins, ...), in enclosures where cleaning plays a fundamental role (hospital rooms, operating rooms, rooms food preparation, research white cameras microelectronics, ...), etc, since they can be cleaned with detergents or other antibacterial media

Presenta la ventaja de su escaso peso y volumen frente a materiales fibrosos, lo que permite desarrollar dispositivos CAR de reducidos espesores, de vital importancia en donde la utilización del volumen y espacio juega un papel primordial en el diseño de un recinto, habitáculo, etc.It has the advantage of its low weight and volume against fibrous materials, which allows to develop CAR devices of reduced thickness, of vital importance in where the use of volume and space plays a role paramount in the design of an enclosure, cabin, etc.

En los paneles microperforados clásicos, normalmente la distribución de las perforaciones se realiza de forma regular sobre la totalidad de la superficie considerada hasta alcanzar el porcentaje de perforación adecuado al diámetro de los agujeros, espacio de aire posterior y amplitud y frecuencia de la banda central del espectro a absorber.In classic microperforated panels, normally the distribution of the perforations is done in regular form over the entire area considered up to reach the appropriate drilling percentage to the diameter of the holes, rear air space and amplitude and frequency of the central band of the spectrum to absorb.

Por el contrario, y según los estudios realizados por los autores, la distribución regular de perforaciones submilimétricas puede sustituirse por pequeñas distribuciones de perforaciones concentradas y separadas entre sí en mayores intervalos, de forma que el resultado de los espectros de absorción sean exactamente equivalentes en ambos casos.On the contrary, and according to studies made by the authors, the regular distribution of submillimeter perforations can be replaced by small perforation distributions concentrated and separated from each other in higher intervals, so that the result of the spectra of absorption are exactly equivalent in both cases.

Los films realizados con polímeros perforados, de perforaciones del orden de 4 a 20 mils (100 \mum - 0.5 mm) pueden colmatarse con la suciedad, polvo etc. especialmente para los diámetros menores, y dada la extrema delgadez del film (50 \mum típica) su limpieza resulta altamente dificultosa, en el caso que pueda efectuarse.Films made with perforated polymers, of perforations of the order of 4 to 20 mils (100 µm - 0.5 mm) they can be filled with dirt, dust etc. specially for the smaller diameters, and given the extreme thinness of the film (50 typical) its cleaning is highly difficult, in the case That can be done.

Otro aspecto a destacar es que en los MPP la máxima eficacia de los mismos se obtiene cuando el espesor del panel es idéntico al diámetro de las perforaciones, mientras que en los MIU propuestos la absorción total no varia fundamentalmente aunque el espesor del panel se incremente en un factor diez, lo que permite la inserción de los dispositivos en casi cualquier tipo de panel o cubierta.Another aspect to note is that in the MPP the maximum efficiency is obtained when the thickness of the panel is identical to the diameter of the perforations, while in the proposed MIU the total absorption does not vary fundamentally although the thickness of the panel is increased by a factor of ten, which allows the insertion of the devices in almost any type of panel or cover.

La invención es susceptible de varias modificaciones y formas alternativas por lo que los dibujos y explicaciones que se incluyen en esta patente son a guisa de ejemplo. Se debe entender que la intención de éstos, no se limita a los ejemplos descritos, sino todo lo contrario; la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalencias y alternativas que concuerdan con el espíritu y propósito de la invención como se define en las reivindicaciones.The invention is susceptible to several modifications and alternative forms so the drawings and Explanations included in this patent are in the guise of example. It should be understood that their intention is not limited to the examples described, but quite the opposite; The intention is cover all modifications, equivalences and alternatives that match the spirit and purpose of the invention as defined in the claims.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

El objeto del presente invento consiste en simplificar y abaratar los sistemas acústicos absorbentes alternativos basados en la utilización de superficies conformadas con poros submilimétricos.The object of the present invention consists in simplify and reduce absorbent acoustic systems alternatives based on the use of shaped surfaces with submillimeter pores.

También permite sustituir el mallado de perforaciones requerido (conjunto de perforaciones generalmente formando una cuadrícula), al objeto de tener el coeficiente de perforación necesario (usualmente menor del 10%), sobre toda la superficie absorbente, por otro mallado de celda unitaria de dimensiones notablemente mayores, en las que en sus nudos se concentraría un conjunto de poros submilimétricos, calculados de forma tal que su porcentaje de perforación resultante sea equivalente al anterior.It also allows replacing the mesh of perforations required (set of perforations usually forming a grid), in order to have the coefficient of necessary drilling (usually less than 10%), especially absorbent surface, by other unit cell mesh of remarkably larger dimensions, where would concentrate a set of submillimeter pores, calculated from so that your resulting drilling percentage is equivalent to the previous one.

Ello se consigue sustituyendo el complicado proceso de perforación submilimétrica de múltiples perforaciones, (que requiere en general de una sofisticada alta tecnología), por un número mucho menor de perforaciones con diámetros dentro del rango de los milímetros o centímetros; perforaciones que posteriormente se cubren con mallas submilimétricas de fácil adquisición (y coste reducido) en el mercado industrial.This is achieved by replacing the complicated multi-hole submillimeter drilling process, (which generally requires sophisticated high technology), for a much smaller number of perforations with diameters within the range of millimeters or centimeters; perforations that subsequently covered with submillimeter meshes of easy acquisition (and reduced cost) in the industrial market.

Existen mallados que van desde las 25 \mum hasta e 1 mm de luz, y con ellos pueden conformarse dispositivos como los de las figuras 1 y 2 con los que se cubrirán los agujeros perforados sobre el material de partida, o bien sobre los recubrimientos existentes como sucede con los falsos techos de escayola, paneles laterales o perimetrales en recintos y capotajes para el aislamiento al ruido en maquinarias, paneles en aviones y vehículos automotores (coches camiones, etc), separaciones transparentes (al modo de paramentos de vidrio) en recintos, en los que se desee mantener una distribución paisajista.There are meshes that range from 25 µm up to 1 mm of light, and with them devices can be formed like those in figures 1 and 2 with which the holes will be covered perforated on the starting material, or on the existing coatings as with false ceilings of plaster, side or perimeter panels in enclosures and canopies for noise isolation in machinery, panels in airplanes and motor vehicles (truck cars, etc.), separations transparent (in the manner of glass walls) in enclosures, in that you want to maintain a landscape distribution.

En el terreno industrial, estos dispositivos pueden disponerse en el interior de silenciadores y reductores del nivel sonoro.In the industrial field, these devices they can be arranged inside silencers and reducers of the sound level.

La figura 3 esquematiza el principio de funcionamiento del invento: se trata fundamentalmente de sustituir el panel perforado de la izquierda (fig. 3a) de numerosas perforaciones submilimétricas, de costosa y sofisticada tecnología cuando éste deba ser metálico, cerámico, de vidrio etc., por el de la derecha (fig. 3b) en el que un reducido número de grandes perforaciones cubiertas con una malla (metálica, plástica, etc.) cuya luz sea equivalente al diámetro de las perforaciones de la fig. 3a y de forma que el porcentaje de perforación proporcionado por la totalidad de estas "unidades de inserción microperforadas" (MIU - Microperforated Insertion Units) equivalga al de la primera situación (figura 3a).Figure 3 schematizes the principle of operation of the invention: it is essentially about replacing the perforated panel on the left (fig. 3a) of numerous submillimeter perforations, expensive and sophisticated technology when it must be metallic, ceramic, glass etc., by the right (fig. 3b) in which a small number of large perforations covered with a mesh (metal, plastic, etc.) whose light is equivalent to the diameter of the perforations of the fig. 3rd and so that the percentage of drilling provided for all of these "insertion units microperforated "(MIU - Microperforated Insertion Units) it is equivalent to that of the first situation (figure 3a).

Las figuras 1 y 2 muestran ejemplos de fijación de las mallas a las placas o superficies a tratar.Figures 1 and 2 show fixing examples from the meshes to the plates or surfaces to be treated.

La disposición de la figura 1b es idónea cuando la superficie a acondicionar acústicamente es de reducidos espesores, como es el caso de una plancha metálica de espesor inferior al milímetro, o bien cubiertas premoldeadas de tejidos o plásticos impermeables al flujo de aire utilizados en cabinas de vehículos, etc. El caso de la figura 1c está especialmente diseñado cuando la superficie a tratar es flácida como por ejemplo telas plásticas de recubrimiento de interiores. En estos casos la malla submilimétrica va adherida a una corona circular adhesiva que puede pegarse sobre los agujeros practicados en la cubierta.The arrangement of Figure 1b is suitable when the acoustically conditioned surface is small thicknesses, as is the case with a thick metal plate less than a millimeter, or pre-molded fabric covers or air-impermeable plastics used in cabins of vehicles, etc. The case of figure 1c is specially designed when the surface to be treated is flaccid such as fabrics plastic interior coating. In these cases the mesh submillimeter is attached to an adhesive circular crown that can stick over holes in the cover.

La disposición de la figura 2 es aplicable al caso de paneles de espesores apreciables, como falsos techos de escayola, paneles verticales de separación parcial de recintos, mamparas pantallas etc., en los que el cuello de la "MIU" queda embutido en los alojamientos de las perforaciones realizadas previamente en los paneles. En este caso la longitud de la cavidad puede regularse mediante el cilindro inferior que tiene cerrado una de sus bases, lo que permite sintonizar la frecuencia de resonancia del sistema. Distintas longitudes permitirán conformar espectros de anchura de banda controlada, a través de una adecuada selección de las respectivas frecuencias de resonancia.The provision in Figure 2 is applicable to the case of panels of appreciable thicknesses, such as suspended ceilings plaster, vertical panels of partial separation of enclosures, screens screens etc., in which the neck of the "MIU" is embedded in the housings of the perforations performed previously in the panels. In this case the length of the cavity it can be regulated by the lower cylinder that has a closed of its bases, which allows tuning the resonance frequency of the system. Different lengths will allow to form spectra of controlled bandwidth, through proper selection of the respective resonance frequencies.

Eventualmente, las "MIUs" de la figura 1 pueden ser instaladas en paneles delgados o muy delgados, si se dispone de un dispositivo remachador, al modo y forma de los utilizados en los cierres automáticos de prendas de vestir, en donde el extremo inferior del cilindro se abre y pliega sobre el panel o tejido.Eventually, the "MIUs" in Figure 1 they can be installed in thin or very thin panels, if It has a riveting device, in the manner and form of used in automatic closures of clothing, in where the lower end of the cylinder opens and folds over the panel or fabric.

Merece la pena insistir en que la figura 2 presenta el caso en el que las MIUs se instalan en espacios cuyas cavidades sean de gran magnitud (falsos techos, paneles verticales de separación parcial, etc.) y dificulten la sintonización de la banda de frecuencias deseada. El cilindro cerrado móvil puede desplazarse de forma que se pueda ajustar la cavidad de aire posterior al valor deseado. El ancho de banda total de absorción puede incrementarse notablemente y adaptarlo a las distintas condiciones de ruido ambiente a paliar, sin más que sintonizar por grupos los distintos MIUs, variando adecuadamente la longitud de los cilindros que conforman las cavidades.It is worth insisting that Figure 2 presents the case in which MIUs are installed in spaces whose cavities are large (false ceilings, vertical panels partial separation, etc.) and hinder the tuning of the desired frequency band. The mobile closed cylinder can move so that the air cavity can be adjusted after the desired value. The total absorption bandwidth can be increased significantly and adapt to different ambient noise conditions to be alleviated, no more than tune in to groups the different MIUs, adequately varying the length of the cylinders that make up the cavities.

Descripción detallada de las figurasDetailed description of the figures

Figura 1a-1. Planta de un MIU sobre una placa portante en la que se ha practicado una perforación que se recubre con una malla submilimétrica.Figure 1a-1 Plant of a MIU on a support plate in which a perforation has been performed It is coated with a submillimeter mesh.

Figura 1a-2. Corte de un MIU sobre una placa portante en la que se ha practicado una perforación que se recubre con una malla submilimétrica.Figure 1-2. MIU Court on a support plate in which a perforation has been performed It is coated with a submillimeter mesh.

Figura 1b. Piezas de fijación de la malla submilimétrica (a intercalar entre ambas) en modo de un "automático" en la perforación practicada en la placa portante.Figure 1b Mesh fixing parts submillimeter (to be inserted between the two) in the mode of a "automatic" in plate drilling bearing

Figura 1c. Cuando la placa portante es muy delgada puede ser adecuado fijar la malla mediante una corona circular adhesiva.Figure 1c When the bearing plate is very thin it may be appropriate to fix the mesh using a crown Adhesive circular

Figura 2. MIU cuyo máximo de absorción de frecuencias del espectro puede sintonizarse variando la longitud de la cavidad mediante el adecuado desplazamiento del tubo cerrado.Figure 2. MIU whose maximum absorption of spectrum frequencies can be tuned by varying the length of the cavity by proper tube displacement closed.

Figura 3a. Panel microperforado por cientos de agujeros o miles de perforaciones submilimétricas.Figure 3a. Microperforated panel for hundreds of holes or thousands of submillimeter perforations.

Figura 3b. MIU con espectro de absorción equivalente al conseguido según el modelo 3a.Figure 3b MIU with absorption spectrum equivalent to that achieved according to model 3a.

Figura 4.- En trazo continuo se presenta la variación del coeficiente de absorción acústica en función de la frecuencia, obtenido experimentalmente en un tubo de ondas estacionarias, de un MIU formado por una placa de 0.5 mm de espesor y 30 mm de diámetro con un agujero de 5 mm de diámetro cubierto con una malla de 100 \mum de luz, dando como resultado un coeficiente de perforación de 0.81%. Cavidad de 5 cm de aire entre el MIU y el fondo rígido del tubo de ondas estacionarias.Figure 4.- In continuous line the variation of the acoustic absorption coefficient depending on the frequency, obtained experimentally in a wave tube stationary, of a MIU formed by a 0.5 mm thick plate and 30 mm in diameter with a 5 mm diameter hole covered with a 100 µm mesh of light, resulting in a coefficient 0.81% drilling. 5 cm air cavity between the MIU and the rigid bottom of the standing wave tube.

En línea de trazos se presenta el espectro de absorción calculado teóricamente para los parámetros del MIU descritos anteriormente.The spectrum of Theoretically calculated absorption for MIU parameters described above.

En línea de puntos se presenta el resultado teórico correspondiente a un microperforado tradicional con un espectro de absorción equivalente que se conseguiría a partir de un microperforado con 6 agujeros por cm^{2} con un diámetro de 0.25 mm y un espesor de panel de 0.2 mm sobre la misma cavidad de 5 cm.The result is presented in a dotted line theoretical corresponding to a traditional microperforated with a equivalent absorption spectrum that would be achieved from a microperforated with 6 holes per cm2 with a diameter of 0.25 mm and a panel thickness of 0.2 mm on the same cavity of 5 cm.

Figura 5.- En trazo continuo se presenta la variación del coeficiente de absorción acústica en función de la frecuencia, obtenido experimentalmente en un tubo de ondas estacionarias, de un MIU formado por una placa de 0.5 mm de espesor y 100 mm de diámetro con 28 agujeros de 6 mm de diámetro cubiertos con una malla de 35 \mum de luz, dando como resultado un coeficiente de perforación de 1.31%. Cavidad de 20 cm de aire entre el MIU y el fondo rígido del tubo de ondas estacionarias.Figure 5.- In continuous line the variation of the acoustic absorption coefficient depending on the frequency, obtained experimentally in a wave tube stationary, of a MIU formed by a 0.5 mm thick plate and 100 mm in diameter with 28 6 mm diameter holes covered with a 35 µm mesh of light, resulting in a drilling coefficient of 1.31%. 20 cm air cavity between the MIU and the rigid bottom of the standing wave tube.

En línea de puntos se presenta el espectro de absorción calculado teóricamente para los parámetros del MIU descritos anteriormente.The spectrum of Theoretically calculated absorption for MIU parameters described above.

En línea de trazos se presenta el resultado teórico correspondiente a un microperforado tradicional con un espectro de absorción equivalente que se conseguiría a partir de un microperforado con 13712 agujeros por cm^{2} con un diámetro de 35 \mum y un espesor de panel de 35 \mum sobre la misma cavidad de 20 cm.In line of strokes the result is presented theoretical corresponding to a traditional microperforated with a equivalent absorption spectrum that would be achieved from a microperforated with 13712 holes per cm2 with a diameter of 35 µm and a panel thickness of 35 µm over the same cavity 20 cm

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Ejemplo de realización de la invenciónExample of embodiment of the invention

En los siguientes ejemplos (figuras 4, 5) se presentan los espectros de absorción obtenidos con diferentes dispositivos medidos experimentalmente en un tubo de impedancias (tubo de Kundt), según el procedimiento normalizado en la Norma ISO 10534 Part. 1 / 2 "Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes".In the following examples (figures 4, 5), present the absorption spectra obtained with different devices measured experimentally in an impedance tube (Kundt tube), according to the procedure standardized in the ISO Standard 10534 Part. 1/2 "Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes ".

La absorción así medida, corresponde a incidencia acústica normal sobre la superficie de la muestra, cuyos resultados mostrarán un espectro de absorción con un máximo (que depende de las características del material microperforado, y de la cavidad de aire entre éste y la pared rígida del tubo) seguido de un mínimo repitiéndose esta secuencia para frecuencias superiores de la señal de excitación.The absorption thus measured corresponds to normal acoustic incidence on the surface of the sample, whose results will show an absorption spectrum with a maximum (which it depends on the characteristics of the microperforated material, and on the air cavity between it and the rigid wall of the tube) followed by a minimum repeating this sequence for higher frequencies of the excitation signal.

Típicamente se desea que la campana del primer máximo de absorción sea lo más amplia posible, que su valor máximo alcance valores del coeficiente de absorción \alpha\approx1 y que en las frecuencias inferiores y superiores a la correspondiente \alpha\approx1 en los que el coeficiente de absorción toma valores de 0.4, estén separados en el mayor intervalo posible, como ocurre en el caso de la figura 5.Typically it is desired that the first bell maximum absorption is as wide as possible, than its maximum value reach values of the absorption coefficient? \ approx1 and that at lower and higher frequencies than the corresponding α \ approx1 in which the absorption coefficient takes values of 0.4, are separated in the largest possible range, such as occurs in the case of figure 5.

Hemos desarrollado una serie de algoritmos matemáticos de predicción de resultados de la absorción a conseguir (magnitud y espectro en frecuencia) que deben utilizarse para el diseño de los MIUs ante una situación de ruido determinada.We have developed a series of algorithms Mathematics prediction of absorption results to be achieved (magnitude and frequency spectrum) to be used for MIU design in a given noise situation.

En las figuras se muestra en trazo continuo los resultados experimentales medidos en tubo de impedancias, en línea de puntos los valores teóricos calculados con la teoría desarrollada para este propósito, y en línea de trazos la absorción acústica correspondiente al MPP de realización tradicional.The figures show in continuous line the experimental results measured in impedance tube, in line of points the theoretical values calculated with the theory developed for this purpose, and in line of strokes the absorption acoustics corresponding to the MPP of traditional realization.

Claims (5)

1. Una unidad de inserción microperforada, MIU, para su uso como absorbente acústico, compuesto por un dispositivo portante adhesivo, del tipo film, que sujeta una malla con una luz submilimétrica con un número determinado de hilos por unidad de superficie y cuyas superficies abiertas (luces) varían entre 25 \mum y 0.5 mm.1. A microperforated insertion unit, MIU, for use as an acoustic absorber, consisting of a device adhesive carrier, of the film type, which holds a mesh with a light sub-millimeter with a certain number of threads per unit of surface and whose open surfaces (lights) vary between 25 um and 0.5 mm. Estas unidades especialmente diseñadas para paneles ligeros o muy delgados, normalmente presentan un perímetro circular, pero pueden presentar superficies cuadradas o de cualquier tipo. Normalmente el porcentaje de perforación de la totalidad de las MIUs dispuestas sobre la superficie a tratar debe alcanzar valores entre el 0.5 y 10% y en las que el espectro de absorción acústica total resultante puede calcularse a través de los procedimientos conocidos de la técnica (ver artículo de D.Y. Maa, por ejemplo), en función del espesor de la cavidad de aire, luz de la malla, espesor de la misma y porcentaje de perforación.These units specially designed for Light or very thin panels, usually have a perimeter circular, but may have square or any kind. Normally the drilling percentage of the all of the MIUs arranged on the surface to be treated must reach values between 0.5 and 10% and in which the spectrum of resulting total sound absorption can be calculated through the procedures known in the art (see article by D.Y. Maa, for example), depending on the thickness of the air cavity, light  of the mesh, thickness of the same and percentage of perforation. 2. Un MIU con las características y funciones de la reivindicación 1, realizada a partir de dispositivos tubulares como los de la figura 2, capaces de ser insertados en paneles gruesos (yesos, maderas, chapas metálicas, ...). Estos dispositivos pueden tener cualquier otra sección (cuadrada, hexagonal, ...) que se adapte a la estética del emplazamiento.2. A MIU with the characteristics and functions of claim 1, made from tubular devices like those in figure 2, capable of being inserted in panels thick (plaster, wood, sheet metal, ...). These devices they can have any other section (square, hexagonal, ...) that suits the aesthetics of the site. 3. Ídem de la reivindicación 2, pero pueden insertarse en una superficie delgada (tejidos, chapas finas, películas delgadas, etc.) por remachado de la superficie tubular libre (extremo opuesto al que contiene la malla).3. Idem of claim 2, but may insert into a thin surface (tissues, thin sheets, thin films, etc.) by riveting the tubular surface free (opposite end of the mesh). 4. Ídem de las 1, 2 y 3, con las mallas que pueden ser: metálicas, de nylon, o cualquier otro material que cumpla las funciones y finalidades necesarias incluyendo colores para el caso de tener en cuenta aspectos decorativos.4. Idem of 1, 2 and 3, with the meshes that they can be: metallic, nylon, or any other material that fulfill the necessary functions and purposes including colors in the case of taking into account decorative aspects. 5. La utilización de estos dispositivos en los sistemas de control activo CAR, con los que se permite una notable absorción acústica en el rango de muy bajas frecuencias con espesores totales muy reducidos frente a los necesarios cuando se emplean materiales absorbentes tradicionales en los que se utilizan materiales porosos.5. The use of these devices in the CAR active control systems, with which a remarkable acoustic absorption in the range of very low frequencies with total thicknesses very small compared to those needed when they use traditional absorbent materials in which they are used porous materials