Fuentes de ruido estructural

Una máquina fijada a un edificio radia sonido dos veces: directamente desde su propia superficie vibrante, e indirectamente inyectando potencia estructural en la estructura, que la transporta y la vuelve a radiar en salas lejanas. Siete páginas cubren ambos caminos y la pregunta que no trata del sonido, cuatro aquí y tres en otras partes del sitio: una estima la radiación directa desde la propia vibración superficial, cinco caracterizan de extremo a extremo ese segundo camino estructural, el más escurridizo, desde describir la vibración y caracterizar los aisladores hasta cuantificar la potencia y predecir el nivel que finalmente oye un oyente, y la séptima pregunta en cambio si la sacudida daña el edificio.

Primero el lenguaje. Movilidad mecánica y la familia de FRF (ISO 7626-1) define las funciones de respuesta en frecuencia movimiento-por-fuerza (receptancia, movilidad, acelerancia y sus recíprocas) que hablan todas las normas posteriores, con el resonador de un grado de libertad en forma cerrada como referencia y los criterios de aceptación de medida de ISO 7626-2. Las movilidades de fuente y receptor son las que deciden cuánta potencia se acopla realmente a través de una interfaz, y por eso importa este vocabulario.

Tres páginas caracterizan después los elementos del camino. Transmisión de onda de flexión en uniones de placas (Cremer/Craik/Hopkins) sigue la potencia a través de la propia estructura, con los coeficientes de transmisión del enfoque ondulatorio para uniones rígidas en X, T, L y en línea, su media angular de campo difuso, y el factor de pérdidas por acoplamiento y el índice de reducción vibratoria Kij que se derivan de ellos, y, para las uniones que ningún modelo ondulatorio describe, la vía experimental que invierte esos mismos factores de pérdidas por acoplamiento a partir de las energías medidas de los subsistemas. Rigidez dinámica de transferencia (ISO 10846) mide la rigidez de transferencia dinámica de los aisladores, soportes y mangueras que se insertan precisamente para romper la trayectoria de transmisión, por los métodos directo e indirecto (transmisibilidad), y su rigidez a baja frecuencia por el método del punto de excitación, un valor por banda de tercio de octava. Potencia acústica a partir de la vibración (ISO/TS 7849) se ocupa de la radiación directa: la potencia aérea estimada a partir de la velocidad superficial y un factor de radiación, sin medición acústica alguna.

Las dos últimas páginas cierran la cadena sobre la fuente y el receptor. Potencia acústica estructural de equipos (EN 15657) mide lo que inyecta una máquina, mediante el método de la placa de recepción, y deriva las magnitudes de fuente independientes de la placa (fuerza bloqueada, nivel de potencia característico, velocidad libre). Ruido estructural instalado (EN 12354-5) consume exactamente esas magnitudes, las acopla a través de las movilidades de fuente y receptor, y predice el nivel de presión acústica en el recinto receptor, que es donde esta sección se encuentra con los modelos de aislamiento acústico.

Una página de aquí hace una pregunta distinta sobre esa misma sacudida. Daños en estructuras por vibración (DIN 4150-3) no atiende a lo que radia un edificio, sino a si se agrieta, y responde con una comparación de cribado y no con un veredicto: los valores de referencia de la velocidad de pico de la partícula, elegidos por tipo de edificio y por cada cuánto se repite la vibración en el cimiento y en el plano de la última planta, y por material de tubo en una tubería enterrada. Quedarse por debajo de uno es donde la experiencia dice que la pregunta se acaba; superarlo manda a quien lee al cálculo de tensiones, no a un dictamen de daño. Predecir la frecuencia propia de un edificio (ISO 4866) es la frecuencia a la que se leen esos valores de referencia cuando nadie ha podido medirla: los predictores empíricos del anexo D, el error que admite cada uno, y el intervalo de amortiguamiento que el anexo aporta sin ofrecer manera de predecirlo.

• Movilidad mecánica y la familia de FRF (ISO 7626-1): la familia de FRF, las conversiones y el resonador de referencia de un grado de libertad.
• Transmisión de onda de flexión en uniones de placas (Cremer/Craik/Hopkins): los coeficientes del enfoque ondulatorio para uniones rígidas en X, T, L y en línea, su media angular y el factor de pérdidas por acoplamiento y el Kij, más la SEA experimental: factores de pérdidas por acoplamiento invertidos a partir de energías medidas por inyección de potencia, con las densidades modales que necesitan.
• Rigidez dinámica de transferencia (ISO 10846): rigidez de transferencia dinámica de aisladores por los métodos directo, indirecto y del punto de excitación, en bandas de tercio de octava, con las comprobaciones del banco.
• Daños en estructuras por vibración (DIN 4150-3): las velocidades de pico de referencia de las tablas 1, 2 y 3, la lectura del Bild 1 entre ellas y la tensión de flexión que implica una velocidad medida.
• Predecir la frecuencia propia de un edificio (ISO 4866): los cuatro predictores empíricos del anexo D, el ± 50 % que admiten y el intervalo de amortiguamiento medido.

• Los coeficientes de unión son una idealización en forma cerrada para una unión rígida y simplemente apoyada entre placas homogéneas, no una medición: el índice de reducción vibratoria empírico obtenido de una diferencia de niveles de velocidad promediada en dirección es la ISO 10848, en Transmisión por flancos en laboratorio. El coeficiente de tramo recto no está definido para las geometrías T y L, que no tienen una tercera placa colineal, así que ahí solo se aplica el camino de esquina.

• La página de FRF implementa la ISO 7626-1 y los criterios de aceptación de la ISO 7626-2 para un excitador acoplado; la excitación por martillo de impacto (ISO 7626-5) se nombra solo como contexto, sin nada que sintetice ni procese un espectro de impacto, y las conversiones devuelven recíprocas libres elemento a elemento, correctas para el punto de excitación o para una sola vía, no para una matriz de FRF completa, cuyas magnitudes matriciales bloqueadas no se construyen.

• En la página de aisladores, una de las comprobaciones de validez de la propia norma se describe en vez de calcularse: el ensayo de linealidad (dos espectros de entrada separados 10 dB deben dar niveles de rigidez de transferencia que coincidan dentro de 1,5 dB, apartado 7.7 de las ISO 10846-2, -4 y -5 y apartado 7.6 de la ISO 10846-3). Por último, aquí no se diseña ningún aislador ni ninguna bancada flotante: las páginas caracterizan elementos y predicen la transmisión, y la decisión de dimensionado se queda contigo.