Cálculo de los resonadores Slat-Slot y otros amiguetes

1
1074

Los resonadores Slat-Slot son un tipo de resonadores basados en los Helmholtz. En la siguiente figura tenéis un corte del mismo, para que podáis apreciar cómo se hacen.

De izquierda a derecha nos encontramos con los listones (Slat) de madera que los conforman. Entre los listones existe una ranura de aire (Slot). Justo detrás de los listones, se coloca una tela acústicamente transparente (también se puede colocar delante). Detrás de la tela encontramos el material absorbente, es importante que este material absorbente esté situado en las inmediaciones de los listones, allí donde el flujo de aire tiene mayor velocidad, y donde las perdidas que se producen son mayores. Generalmente la cavidad detrás de los listones se rellena completamente de material absorbente, con lo que después del material absorbente suele venir la estructura de madera (timber frame) que cierra completamente el resonador, y detrás de la estructura de madera, encontramos ya la pared de aislamiento (wall).

Si viésemos la estructura de frente sería muy similar a un palet, en donde la parte trasera y los laterales están completamente cerrados con una estructura de madera.

Imagínate que la parte trasera y los laterales de este palet estuviese completamente cerrada con una estructura de madera y entre los listones de la parte frontal y la trasera se colocase un material poroso. Eso sería un resonador Slat-Slot.

Su principio de funcionamiento es muy sencillo: la onda acústica llega hasta el resonador, una parte de la onda se refleja y otra parte de la onda penetra en el resonador a través de las ranuras existentes entre los listones de madera. El flujo de aire que se produce como consecuencia de las diferencias de presiónes existentes entre el interior y el exterior de la cavidad del resonador, es acelerado, debido a la estrechez de la ranura. Según el principio de conservación de la masa, el caudal debe ser constante tanto en el exterior del resonador, como en la estrechez ,como en el interior del resonador, así que obligatoriamente la velocidad se debe incrementar en la estrechez. Supongamos que la presión de la onda acústica es mayor en el exterior que en el interior, el aire que fluye por la estrechez hacia el interior de la cavidad, posee una determinada masa, que se ve incrementada como consecuencia de la aceleración que se produce en la estrechez. Una vez que el aire pasa la estrechez , se encuentra con una determinada cantidad de aire en el interior de la cavidad, este aire posee un determinado volumen, densidad y presión iniciales. Como consecuencia de que la masa de aire de la estrechez entra en la cavidad, el volumen efectivo disminuye, la densidad aumenta y la presión en el interior de la cavidad también aumenta. En definitiva, el aire que entra por la ranura, empuja al aire que esta en el interior del resonador. Este aire en el interior del resonador, no se puede mover ya que esta cerrado herméticamente por la cavidad, así que lo único que puede hacer es comprimirse ante la acción de la presión del aire que entra, como se comprimiría un muelle sometido a una fuerza externa, la compresión que se produce en la cavidad viene determinado por el modulo de comprensibilidad del aire. Cuando la presión en el interior de la cavidad aumenta por encima de la presión de la onda en el exterior, el ciclo se invierte y comienza a salir el aire, deshaciendo el anterior proceso. Las diferencias de presión entre el exterior (presión de la onda) y el interior (presión en la cavidad) hace que el flujo de aire (masa de aire) entre y salga de la cavidad, de esta forma las variaciones de la presión de la onda acústica, van a producir la entrada y correspondiente salida del aire en el interior del resonador, como si fuese un sistema oscilante. De hecho las ecuaciones diferenciales de este sistema se resuelven como si de un sistema oscilante masa-muelle se tratase.

Así es como funcionan todos los Helmholtz, y este no iba a ser menos. Eduardo Pastor me ha pasado un documento en excel que te permite calcularte entre otras resonadores la frecuencia de resonancia de estos Slat-Slot, por si te animas a hacerlos para tu estudio. Tengo que decir que los resonadores Slat-Slot son la seña de identidad de Eduardo Pastor, y por eso es por lo que tenía ganas de contarte cómo funcionan, porque Eduardo es mi amigo. Así que si vas a un estudio en España y ves este tipo de resonadores, casi seguro que lo ha hecho Eduardo.

Además en el documento, podrás encontrar, en la segunda página una hoja de excel para calcularte la frecuencia de resonancia de los resonadores de panel y una tercera página para calcularte la frecuencia de resonancia de los Helmholtz basados en paneles perforados. Un día hablaremos más detalladamente de ellos.

No os olvidéis de darle las gracias a Eduardo por este documento tan interesante

1 Comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.