ES2928433T3 - Utilización de materiales de construcción porosos en absorción del sonido - Google Patents
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Abstract
De acuerdo con un aspecto de ejemplo de la presente invención, se proporciona una estructura acústica que comprende un revestimiento acústico fibroso natural sobre una superficie de una estructura de fondo porosa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Utilización de materiales de construcción porosos en absorción del sonido
Campo
La presente invención se refiere a estructuras acústicas mejoradas y revestimientos acústicos fibrosos naturales sobre materiales de construcción porosos.
Antecedentes
Al planificar e implementar estructuras, se presta cada vez más atención a la acústica de habitaciones, oficinas y otros espacios. Naturalmente, la acústica funcional es un requisito previo, por ejemplo, en salas de conciertos, pero la acústica también tiene un impacto significativo en los niveles de satisfacción, eficiencia laboral e incluso en la salud humana, por ejemplo, en hogares, escuelas y lugares de trabajo. Dado que las soluciones estructurales no se pueden seleccionar únicamente en términos de acústica, se necesitan diferentes elementos acústicos o superficies acústicas, que se instalan en los espacios y en sus superficies después de la etapa de construcción real.
Un requisito primordial para el funcionamiento de la superficie o del elemento acústico, naturalmente, es que tenga propiedades acústicas adecuadas. Generalmente, esto significa una absorción del sonido que sea lo suficientemente fuerte o tenga una respuesta de frecuencia de una forma adecuada. Por un lado, dado que los elementos y superficies acústicas son estructuras que quedan a la vista, su imagen arquitectónica también debe ser adecuada para su entorno y al resto de superficies del espacio. El espesor del panel o de la superficie debe permanecer dentro de límites razonables, lo que, por otro lado, es incompatible con el alto requisito de absorción del sonido. Naturalmente, los elementos o superficies acústicas también deben cumplir con los criterios de pureza que se establecen para los materiales de superficie de interiores, y también deben tener propiedades mecánicas y físicas que sean adecuadas para su entorno de uso. De forma similar a otros elementos estructurales, la exigencia de considerar aspectos medioambientales, cada vez en mayor medida, también se aplica a las superficies y a los elementos acústicos, por ejemplo, con respecto a la fabricación y reciclabilidad de los materiales.
Los elementos acústicos prefabricados disponibles comercialmente más comunes incluyen paneles acústicos a base de lana mineral (fibra de vidrio o lana de roca) listos para su uso. En los lados de estos que quedan a la vista, la superficie de la lana mineral está revestida, por ejemplo, con papel, plástico, tejido o fibra de vidrio. Al ser componentes relativamente ligeros, estos elementos acústicos, que se basan en paneles de lana aislante, son sencillos de instalar, por ejemplo, en el techo o en las paredes del espacio que se va a dotar de absorción acústica, ya sea como elementos separados o como una superficie continua. También se pueden formar en planos acústicos que descienden desde el techo, por ejemplo.
Para el revestimiento de paredes, techos o similares en diferentes interiores, también se conocen diversos compuestos de revestimiento a base de fibras, que se aplican por rociado o se aplican de otra forma y que proporcionan una estructura superficial mecánica más elástica y duradera que los revestimientos a base vidrio y roca, y que también pueden contribuir a la acústica del local.
Por ejemplo, las especificaciones de los Documentos de Patente de Número FI 95041 y del Documento de Patente de Número WO 2007/063178 describen revestimientos a base de fibras naturales que se rocían cuando se mezclan con agua, o se aplican de manera similar y se endurecen mediante secado. La fibra del compuesto de revestimiento de la especificación del Documento de Patente de Número FI 95041 comprende fibra de celulosa fina. En la solución de la especificación del Documento de Patente de Número WO 2007/063178, además del material de fibra y el ligante, el compuesto incluye típicamente rellenos de base mineral similares a partículas, por medio de los cuales la superficie del revestimiento se vuelve lisa y se pueden ajustar las propiedades acústicas del revestimiento.
Por lo general, los revestimientos a base de fibra se adhieren a la superficie que requiere las propiedades acústicas deseadas mediante ligantes.
El Documento de Patente de Numero US 3.044.919 se refiere a una construcción de superficie o revestimiento particularmente adaptable para su aplicación sobre áreas o superficies de paredes y techos, y a un método o sistema para aplicar la superficie de revestimiento a un área, incorporando la construcción de superficie o revestimiento una estera, capa o lámina delgada de material mineral adaptado para ser unido mediante adhesivo a la superficie o área a ser acabada. Sin embargo, no describe revestimientos acústicos fibrosos naturales sobre bloques de hormigón, ni especialmente la fijación del revestimiento a una superficie deseada sin ligantes.
El Documento de Patente de Numero GB 358,995 se refiere a mejoras en materiales absorbentes del sonido adaptados para ser usados en edificios, recintos y similares. Describe una composición acústica con propiedades de absorción del sonido deseables de varios materiales fibrosos combinados con las ventajas con respecto a la durabilidad y a la apariencia de materiales plásticos o similares a la piedra. La composición comprende una capa de un material absorbente del sonido elástico o tablero de fibra que tiene una capa protectora o revestimiento duro de partículas granulares con poros o aberturas que resulta en el material absorbente del sonido. Sin embargo, la publicación no dice nada sobre los revestimientos acústicos fibrosos naturales sobre bloques de hormigón, ni
especialmente sobre la fijación del revestimiento a una superficie deseada sin ligantes.
El Documento de Patente de Número RU2369495 C2 describe una estructura acústica con las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Por lo tanto, existe la necesidad de estructuras acústicas mejoradas y de superficies reductoras de reverberación que usen masa acústica fibrosa natural.
Sumario de la invención
La invención se define por las características de la reivindicación independiente 1. Las realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Según un aspecto de la presente descripción, se proporciona una estructura acústica, tal como una pared, hecha de un material de fondo poroso y revestida con un material acústico fibroso natural.
Según otro aspecto de la presente descripción, se proporciona una estructura acústica, tal como una pared, hecha de estructuras de fondo porosas incompresibles o portantes y revestidas con un material acústico fibroso natural, en donde el revestimiento acústico está adherido a la superficie de la estructura de fondo sin usar ningún ligante. Tampoco es necesario acondicionar la estructura de fondo antes de aplicar el revestimiento acústico.
Este y otros aspectos, junto con las ventajas de los mismos sobre las soluciones conocidas, se logran mediante la presente invención, como se describe y reivindica a continuación.
La estructura acústica de la presente invención se caracteriza por lo expuesto en la parte de características de la reivindicación 1.
Se obtienen ventajas considerables por medio de la invención. Por ejemplo, el revestimiento acústico natural se puede aplicar, por ejemplo, mediante rociado, directamente sobre la superficie de una pared hecha, por ejemplo, de bloques de hormigón sin ningún tipo de trabajo base, pero proporcionando una superficie plana. Además, el revestimiento acústico fibroso natural según la presente invención es aplicable a la superficie del material de la pared sin usar ningún ligante. Además, los revestimientos fibrosos naturales no son dañinos para los consumidores y permiten la vaporización de la humedad procedente de las estructuras inferiores.
A continuación, la presente tecnología se describirá más detalladamente con referencia a ciertas realizaciones. Realizaciones
La presente tecnología proporciona revestimientos sobre estructuras de fondo porosas que mejoran las propiedades acústicas de los locales y reduce los inconvenientes de las soluciones conocidas. La presente tecnología es particularmente adecuada para reducir la reverberación en la acústica interior de los locales.
Un propósito de la invención, en particular, es proporcionar una estructura acústica, que se forma mediante el uso de una composición de revestimiento fibrosa natural, que es particularmente adecuada para el propósito y que proporciona una absorción de sonido efectiva, y por ello no hay cantidades significativas de polvo u otras partículas que se desprendan, incluso después del secado.
La Figura 1 es una fotografía de un bloque de hormigón revestido con el revestimiento acústico fibroso natural según la presente invención.
Las Figuras 2 y 3 son dibujos esquemáticos de un revestimiento poroso compuesto por fibras naturales sobre una estructura de fondo porosa (Figura 2) y perforada o microperforada (Figura 3).
La Figura 4 es un diagrama que muestra las propiedades acústicas de otra posible estructura acústica, en donde se revistieron bloques de hormigón porosos (de 90 mm y 125 mm de espesor) con un revestimiento fibroso de aproximadamente 6 a 8 mm según la presente invención.
La Figura 5 es un diagrama que muestra la mejora de las propiedades acústicas del metal perforado cuando se reviste con el revestimiento fibroso de 8 mm de espesor según la presente invención. El diámetro de los orificios de perforación es de aproximadamente 5 mm.
La presente invención se basa en una combinación de un material y/o estructura de fondo porosa y un revestimiento fibroso natural sobre al menos una superficie del material y/o estructura de fondo porosa.
Un aspecto de la presente invención es una combinación de una estructura de fondo porosa y un revestimiento acústico, en donde el revestimiento acústico está hecho de materia fibrosa natural y se aplica sobre al menos una superficie de la estructura de fondo porosa, y en donde la materia fibrosa natural forma una red plana sobre los orificios en la superficie del fondo poroso.
En el presente documento, la expresión "estructura de fondo porosa" pretende comprender todos los materiales en
los que se han realizado o formado orificios durante la producción de dicha estructura. Por lo tanto, la estructura de fondo porosa puede ser, por ejemplo, un material de construcción tal como un bloque de hormigón, o una estructura perforada o microperforada que consiste, por ejemplo, en madera o metal.
La estructura acústica puede ser, por ejemplo, un elemento acústico, o una estructura de pared, o cualquier otra estructura, que requiera insonorización y que esté preferiblemente hecha de un material de construcción poroso, tal como un bloque de hormigón.
Según una realización de la presente invención, la materia fibrosa natural es fibra vegetal o de origen vegetal, tal como fibra de celulosa, lino, algodón o cáñamo, o fibra de origen animal, tal como fibra de seda o de lana, o una mezcla de tales fibras. El revestimiento acústico comprende materia fibrosa natural del 20 al 100 % de la masa de materia seca del revestimiento acústico.
En una realización de la presente invención, el revestimiento tiene un espesor entre 1 y 30 mm, preferiblemente entre 3 y 10 mm.
En una realización de la presente invención, el revestimiento acústico comprende además del 0 al 80 % de carga mineral a partir de su masa de materia seca, preferiblemente silicato mineral, sulfato mineral o carbonato mineral, lo más preferiblemente caolín.
En otra realización de la presente invención, el revestimiento comprende un retardador del fuego y un agente anti putrefacción, seleccionado de un grupo de sustancias a base de boro, tales como ácido bórico o bórax o una mezcla de los mismos, hidróxidos, tales como aluminio o magnesio hidróxido o una mezcla de los mismos, o agentes absorbentes, tales como talco o carbonato de calcio o una mezcla de los mismos, lo más preferiblemente ácido bórico o bórax, particularmente una mezcla de los mismos, en una cantidad del 8-25 % en peso de la materia seca como máximo.
En una realización de la presente invención, la estructura debajo del revestimiento acústico, tal como un bloque de hormigón, tiene una densidad de 300 a 2.200 kg/m3 y un tamaño de poro preferiblemente de 1 a 16 mm. El espesor de la estructura varía según el material de construcción usado, pero debe ser de al menos 2 mm, más preferiblemente de al menos 5 mm.
En otro aspecto de la presente descripción, la estructura de fondo porosa debajo del revestimiento acústico fibroso natural es incompresible. En otra realización de la presente invención, la estructura de fondo porosa es una estructura portante.
En un aspecto de la presente descripción, la estructura de fondo por debajo del revestimiento acústico fibroso natural es una estructura perforada o microperforada, que por sí sola sin el revestimiento proporciona propiedades acústicas muy malas. De manera similar, la estructura de fondo puede ser cualquier otro tipo de estructura porosa o perforada que tenga orificios, sobre los cuales el material de revestimiento fibroso natural forma una red plana.
Según la presente invención, el revestimiento acústico no contiene ningún ligante para adherirse a la superficie del fondo poroso. Esta realización se logra mediante la red de materia fibrosa natural formada sobre los orificios en el fondo poroso. El revestimiento acústico poroso se puede preparar así sin ligantes usando partículas de diferentes escalas de tamaño, por ejemplo combinando fibras celulósicas con celulosa microfibrilada o nanofibrilada.
Un aspecto de la presente invención es que debido a la red de fibras sobre la parte superior de los orificios en la superficie del fondo poroso, la superficie se puede hacer lisa.
Otro aspecto de la presente invención es que no es necesario acondicionar la estructura de fondo porosa antes de aplicar el revestimiento acústico, lo que reduce los pasos y costes del proceso y además proporciona soluciones acústicas más sencillas pero eficaces. La presente invención también proporciona ahorros de material, por ejemplo, en materiales ligantes y de unión.
La referencia a lo largo de esta especificación a la realización o a una realización significa que una prestación, estructura o característica particular descrita en relación con la realización está incluida en al menos una realización de la presente invención. Por lo tanto, las apariciones de las frases "en una realización" o "en la realización" en varios lugares a lo largo de esta memoria descriptiva no necesariamente se refieren todas a la misma realización. Cuando se hace referencia a un valor numérico usando un término tal como, por ejemplo, aproximadamente o sustancialmente, también se describe el valor numérico exacto.
Como se usa en la presente invención, en una lista común se pueden presentar por conveniencia una pluralidad de artículos, elementos estructurales, elementos compositivos y/o materiales. Sin embargo, estas listas se deben interpretar como si cada miembro de la lista estuviera identificado individualmente como un miembro único e independiente. Si bien los ejemplos anteriores son ilustrativos de los principios de la presente invención en una o más aplicaciones particulares, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar numerosas modificaciones en la forma, el uso y los detalles de implementación sin el ejercicio de facultad inventiva, y sin apartarse de los principios y conceptos de la invención. En consecuencia, no se pretende que la invención esté limitada, excepto
por las reivindicaciones expuestas a continuación.
Los verbos "comprender" e "incluir" se usan en este documento como limitaciones abiertas que ni excluyen ni requieren de la existencia de características no enumeradas. Las características enumeradas en las reivindicaciones dependientes se pueden combinar libremente entre sí a menos que se indique explícitamente lo contrario. Además, se debe entender que el uso de "uno" o "una", es decir, una forma singular, a lo largo de este documento no excluye una pluralidad.
Aplicabilidad industrial
La presente invención es aplicable, por ejemplo, a paredes y a otro tipo de estructuras que comprenden estructuras de fondo porosas o perforadas en, por ejemplo, edificios, proporcionando soluciones acústicas principalmente a las necesidades acústicas internas del espacio formado por tales estructuras.
Ejemplo
En la presente invención se describe la preparación y caracterización de la estructura de bloques de hormigón revestidos con fibra natural, como se ilustra en la Figura 1. El revestimiento se preparó disolviendo o dispersando aditivos, tales como ligantes, espesantes y retardadores de fuego, en un disolvente y dispersando las fibras mediante mezclado mecánico para formar una suspensión. El revestimiento se aplicó sobre la superficie del bloque de hormigón rociando una capa de aproximadamente 6 mm de espesor usando un equipo de bombeo y rociado especialmente diseñado. A continuación, el revestimiento se secó en condiciones ambientales. El coeficiente de absorción del revestimiento, del bloque de hormigón y del bloque de hormigón revestido (Figura 3) se midieron usando una cámara de reverberación construida en un contenedor de transporte (6 m x 2,4 m x 2,4 m) usando la norma ISO 354:2003 "Acoustics Measurement of sound absorption in a reverberation room" como guía. Las mediciones se realizaron con 8 micrófonos "Superlux ECM 999" usando el software ARTA (www.artalabs.hr/) para la medición y el cálculo de los resultados. Los resultados ilustran claramente la ventaja de usar material de fondo poroso debajo del revestimiento.
Lista de citas
Bibliografía de Documentos de Patente
1. FI 95041
2. WO 2007/063178
3. US 3.044.919
4. GB 358.995
Claims (9)
1. Una estructura acústica que comprende una combinación de una estructura de fondo porosa y un revestimiento acústico, caracterizado por que el revestimiento acústico está hecho de materia fibrosa natural, no contiene ligantes y se aplica mediante rociado sobre al menos una superficie de la estructura de fondo porosa sin acondicionamiento, en donde la materia fibrosa natural forma una red de fibras sobre los orificios de la superficie de la estructura de fondo porosa, de modo que dicha superficie pueda quedar lisa.
2. La estructura acústica según la reivindicación 1, caracterizada por que la materia fibrosa natural es fibra vegetal o de origen vegetal, tal como celulosa, lino, algodón o fibra de cáñamo, o fibra animal, tal como fibra de seda o de lana, o una mezcla de tales fibras.
3. La estructura acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el revestimiento acústico tiene un espesor de entre 1 a 30 mm, preferentemente entre 3 a 10 mm.
4. La estructura acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende además del 0-80 % de carga mineral de su masa de materia seca, preferiblemente silicato mineral, sulfato mineral o carbonato mineral, lo más preferiblemente caolín.
5. La estructura acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el revestimiento acústico comprende además un agente ignífugo y anti-putrefacción, seleccionado de un grupo de sustancias a base de boro, tal como ácido bórico o bórax o una mezcla de los mismos, hidróxidos, tales como hidróxido de aluminio o magnesio o una mezcla de los mismos, o agentes absorbentes, tales como talco o carbonato de calcio o una mezcla de los mismos, lo más preferiblemente ácido bórico o bórax, particularmente una mezcla de los mismos, en una cantidad del 8-25 % en peso de la materia seca como máximo.
6. La estructura acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el revestimiento acústico comprende partículas de diferentes escalas de tamaño, tales como una combinación de fibras celulósicas con celulosa microfibrilada o nanofibrilada.
7. La estructura acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la estructura de fondo porosa tiene una densidad de 300 a 2.200 kg/m3 y un espesor de al menos 2 mm, preferiblemente de al menos 5 mm.
8. La estructura acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la estructura de fondo porosa tiene preferiblemente un tamaño de poro de 1 a 16 mm.
9. La estructura acústica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la estructura de fondo porosa es, por ejemplo, un bloque de hormigón, o una estructura perforada o microperforada que consiste, por ejemplo, en madera o metal.
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