Funzionamento degli isolanti acustici

L'isolamento acustico

L'isolamento acustico o fonoisolamento è una tecnica che consente di ridurre ed ostacolare la trasmissione di energia sonora fra ambienti contigui, separandoli tramite un mezzo fisico che ha la funzione di dissipare l'energia sonora. Il processo di difesa dai rumori avviene sia per quelli che si propagano attraverso l'aria, sia per quelli che si trasmettono attraverso percussioni, vibrazioni o trascinamento. Esistono molti metodi per isolare acusticamente le pareti, si può aumentare la massa della parete stessa, ma in questo caso si appesantisce troppo la struttura e si possono avere problemi di sovraccarico sulle solette, in alternativa si possono costruire pareti multistrato con interposti strati di aria. Gli strati delle pareti non devono essere collegati fra di loro per evitare che il ponte trasmetta l'energia sonora. L'isolamento acustico può essere garantito sia fra pareti divisorie sia sui solai.

Funzionamento dell'isolamento acustico

Un buon isolamento acustico è composto da un sistema "massa-molla-massa", questo perché le due masse funzionano da fonoimpedente (aumenta la resistenza al passaggio dell'energia sonora), mentre la molla smorza l'energia sonora fungendo da fonoassorbente. Un materiale fonoassorbente dovrebbe avere elevata trasparenza acustica (bassa resistenza al flusso), e contemporaneamente buona dissipazione dell'energia penetrata (alta resistenza al flusso), siccome entrambe le caratteristiche non si possono avere, si deve arrivare ad un compromesso per avere una buona fonoassorbenza. Con l'aumento della frequenza dell'onda incidente, aumenta in proporzione la fonoassorbenza. Esistono vari tipi di assorbitori di energia sonora: pannello acustico, risuonatore acustico, assorbitori sospesi. Il pannello acustico è formato da una superficie che ha una elevata trasparenza acustica e da un materiale interno che presenta una porosità disposta in direzione diversa da quella del flusso, in modo che l'onda sonora si dissipi all'interno del materiale. Un risuonatore acustico è una cavità comunicante con l'ambiente tramite uno stretto collo che ha un'elevata dissipazione di energia.

Funzionamento dell'isolamento acustico (2)

Nelle pareti in muratura la funzione fonoimpedente è fornita dal laterizio, mattoni, calcestruzzo o pietra, ma non è sufficiente a garantire un isolamento acustico, per questo deve essere inserito un elemento che funzioni da molla. Siccome ogni materiale vibra a frequenze diverse a seconda della composizione, della densità e dello spessore, per avere un buon isolamento sarebbe opportuno mescolare strati di diversi materiali, in modo che abbiano frequenze di risonanza diverse e si compensino a vicenda. Il miglior fonoassorbente disponibile è l'aria, infatti sarebbe opportuno, dove possibile, creare delle camere d'aria nell'intercapedine. L'assorbimento per porosità è dovuto al fenomeno della viscosità, infatti la dissipazione dell'energia sonora avviene per trasformazione in energia cinetica. L'assorbimento per risonanza di membrana avviene tramite lo smorzamento dell'energia sonora dal cuscino d'aria compreso nell'intercapedine. L'assorbimento per risonanza di cavità avviene per la viscosità che si realizza all'imboccatura di un'area cava all'interno del materiale.

Materiali fonoassorbenti

I principali materiali fonoassorbenti fibrosi sono: lana di vetro, lana di roccia, sughero, truciolato di legno, moquette e tappeti, tendaggi. La lana di vetro è un silicato derivato dal vetro in grado di disperdere l'onda sonora. La lana di roccia viene estratta dalla roccia vulcanica e ha caratteristiche simile alla lana di vetro. Il sughero è il miglior materiale assorbente acustico naturale. Il truciolato di legno si ottiene pressando e incollando scarti della lavorazione del legno e creando pannelli rigidi e resistenti. I principali materiali fonoassorbenti a celle aperte sono: poliuretano espanso, melammina espansa, vermiculite espansa, perlite espansa, argilla espansa. Il poliuretano espanso è un polimero che può essere utilizzato sia per riempimenti sia a vista. La melammina espansa è prodotta tramite resine e possiede migliori caratteristiche ignifughe. La vermiculite espansa è un minerale che sottoposto a cottura acquisisce proprietà isolanti espandendosi, si utilizza solitamente per la realizzazione di intonaci. La perlite espansa è un silicato di origine vulcanica che può essere usato per riempire intercapedini o per realizzare intonaci. L'argilla espansa sottoposta a cottura serve per la realizzazione di intonaci o per la creazione di blocchi per le pareti.

Domande frequenti

Come funziona tecnicamente un sistema di isolamento acustico efficace?

Un isolamento acustico performante si basa sul principio 'massa-molla-massa'. Le masse, come i muri in laterizio o calcestruzzo, offrono resistenza al passaggio del suono (fonoimpedenza), mentre la 'molla', costituita da aria o materiali porosi tra le masse, smorza l'energia sonora agendo da fonoassorbente. È fondamentale evitare collegamenti rigidi tra gli strati esterni per impedire la trasmissione diretta delle vibrazioni. Poiché nessun materiale possiede simultaneamente alta trasparenza e alta dissipazione, si cerca un compromesso: più alta è la frequenza del rumore, maggiore tende a essere l'assorbimento grazie alla dissipazione viscosa interna.
Quali sono i migliori materiali naturali per l'isolamento acustico?

Tra i materiali naturali, il sughero è considerato uno dei migliori fonoassorbenti disponibili, grazie alla sua struttura cellulare che dissipa efficacemente le onde sonore. Altri validi esempi includono la lana di vetro e la lana di roccia, sebbene quest'ultima derivi da processi industriali, e i pannelli in truciolato di legno. Anche tessuti come moquette, tappeti e tendaggi contribuiscono all'assorbimento acustico ambientale. Per interventi strutturali, l'aria nelle intercapedini rimane il miglior isolante naturale, sfruttando l'assorbimento per risonanza di membrana quando intrappolata tra masse.
Cosa sono i materiali a celle aperte e come aiutano contro il rumore?

I materiali a celle aperte, come il poliuretano espanso, la melammina espansa, la vermiculite e la perlite, sono ideali per l'assorbimento acustico perché permettono all'aria di fluire attraverso la loro struttura porosa. Quando le onde sonore penetrano in questi pori, l'attrito viscoso trasforma l'energia sonora in calore (energia cinetica), dissipandola. La melammina offre inoltre eccellenti proprietà ignifughe. Questi materiali possono essere usati per riempire intercapedini, realizzare intonaci o essere applicati a vista, garantendo un buon compromesso tra leggerezza e capacità di smorzamento delle frequenze medie e alte.
Perché è sconsigliabile aumentare solo la massa del muro per isolare dall'esterno?

Aumentare semplicemente la massa della parete, aggiungendo strati spessi di materiale pesante, appesantisce eccessivamente la struttura edilizia. Questo può causare problemi strutturali seri, come sovraccarichi sulle solette e sulle fondazioni, specialmente negli edifici esistenti non progettati per carichi aggiuntivi significativi. Inoltre, un muro massiccio da solo non basta a bloccare tutte le frequenze. La soluzione ottimale è un sistema multistrato con intercapedini d'aria o materiali fonoassorbenti, che crea un effetto 'massa-molla-massa' senza gravare sulla statica dell'edificio.
Come si comportano diversamente i vari tipi di assorbitori acustici?

Esistono tre categorie principali di assorbitori. Il pannello acustico sfrutta la porosità interna orientata per dissipare il suono che attraversa la superficie. Il risuonatore acustico, invece, è una cavità con un collo stretto che dissipa energia per risonanza di cavità, ideale per specifiche bande di frequenza. Infine, l'assorbimento per risonanza di membrana avviene quando un cuscino d'aria in un'intercapedine smorza le vibrazioni. Combinare materiali con diverse frequenze di risonanza permette di coprire uno spettro sonoro più ampio e ottenere un isolamento completo contro rumori aerei e da impatto.