DESARROLLO DE MODELOS DE COMPORTAMIENTO ACÚSTICO Y CARACTERIZACIÓN EXPERIMENTAL DE MATERIALES ELABORADOS CON ALIGERANTES PARA LA CONSTRUCCIÓN. APLICACIÓN A SISTEMAS DE CONTROL DE RUIDO.
- Autores: T. Vicente Esquerdo Lloret
- Directores de la Tesis: Francisco David Denia Guzmán (dir. tes.), Antonio Nadal Gisbert (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Javier Fuenmayor Fernández (presid.), Ramón Peral Orts (secret.), Jaime Ramis Soriano (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RiuNet
- Resumen
En el sector de la edificación se dispone de materiales con baja densidad que se emplean asiduamente en la construcción. Productos como la arlita y la vermiculita se encuentran disponibles en el mercado con distintas granulometrías. Estos materiales tienen propiedades muy interesantes: presentan alta porosidad, soportan altas temperaturas, son económicos y disponen de baja densidad. La obtención de productos granulares porosos mediante la utilización de agregados de arlita o vermiculita en la preparación del mortero de cemento abre un gran campo de posibilidades: pantallas acústicas para reducción del impacto acústico en zonas públicas o residenciales, material absorbente de aporte visto u oculto en paredes y techos, etc. En esta Tesis se realiza la caracterización acústica de 5 productos granulares de matriz cementicia de distinta granulometría (2 con arlita y 3 con vermiculita). La implementación en un modelo de predicción acústica, con pocos parámetros estructurales (porosidad, tortuosidad, resistividad al flujo y desviación del tamaño de poro) obtenidos experimentalmente con equipamiento construido para el laboratorio, permite determinar el coeficiente de absorción teórico y es comparado con la respuesta experimental. Como aplicación de estos materiales, se estudia la viabilidad como material fonoabsorbente en sistemas de control de ruido, estudiando las perdidas por transmision en un silenciador hibrido con modelizacion a partir de parámetros experimentales y la validación con un prototipo de silenciador experimental. En el capítulo 2 se realiza una revisión exhaustiva de las metodologías experimentales que pueden emplearse para determinar los parámetros estructurales, mientras que en el capítulo 3 se incluye un estudio detallado de los modelos de predicción acústica para materiales granulares. En el capitulo siguiente se realiza una revisión bibliográfica muy detallada de los materiales empleados como aligerantes. Se dedica especial atención a los materiales expandidos tales como: perlita, arlita y vermiculita. El capítulo 5 está dedicado a la obtención de resultados experimentales. El estudio acústico requiere la elaboración de probetas para ser ensayadas en los equipos de medición. Como primera parte de este trabajo se lleva a cabo una labor exhaustiva y detallada para la selección de las composiciones adecuadas con vista a preparar el mortero de cemento. Esta tarea de laboratorio requiere la elaboración de un número muy importante de probetas con el fin de obtener productos con resistencia suficiente para garantizar su integridad durante la manipulación en los ensayos acústicos. A esto debe unirse que dichos materiales deben formar compuestos granulares y por tanto, han de presentar conductos interconectados internamente para favorecer la atenuación acústica al ser atravesados por una onda acústica. Este capítulo incluye los resultados del modelo matemático de predicción acústica seleccionado y su comparación con los resultados experimentales del coeficiente de absorción, así como un análisis de la resistencia a compresión de los productos estudiados. El último capítulo corresponde a la aplicación práctica de estos compuestos granulares como alternativa a los materiales absorbentes utilizados habitualmente en dispositivos de control de ruido a nivel industrial, tales como, por ejemplo, silenciadores del sistema de escape en motores de combustión. Este apartado permite dar respuesta a la hipótesis inicial planteada acerca del uso de estos productos cementicios como materiales absorbentes acústicos, que constituyan una alternativa a las fibras habituales en los silenciadores. Las principales aportaciones de esta Tesis son tres: conocer la dosificación de cada material para obtener muestras que puedan ser manipuladas y que presenten una porosidad adecuada, la caracterización experimental de parámetros acústicos y no acústicos, con los que pueda aplicarse un modelo válido de predicción acústica; y por último, evaluar la utilización de estos productos como material absorbente en sistemas de control de ruido, donde la geometría del silenciador tiene efecto en las perdidas por transmisión y observandose buena correlación entre la perdidas por transmisión experimental y con modelización. Con todo ello se concluye que los materiales granulares elaborados a partir de matriz cementicia pueden ser una alternativa a los materiales habituales empleados en aplicaciones que requieren absorción acústica encontrando la zona óptima de utilización en un intervalo frecuencial relativamente estrecho, localizado en el rango de frecuencias medias y bajas.
