Hałaśliwa metoda walki z hałasem

Metody aktywnej redukcji hałasu stosowane są już na świecie w samochodach, gdzie redukują dźwięk rury wydechowej czy pracy silnika, w ochronnikach słuchu, gdzie zapewniają pracownikom bezpieczny poziom hałasu czy np. w słuchawkach, gdzie np. wyciszają odgłosy samolotu czy pociągu.

Aktywna redukcja dźwięku polega na nałożeniu na hałas dodatkowego dźwięku o takiej samej częstotliwości oraz amplitudzie drgań, jak oryginalny dźwięk, ale o przeciwnej fazie. Zmiana fazy powoduje, że tam, gdzie fala oryginalna ma swoje maksima, druga ma minima, jest więc "odwrócona". Dodanie tych fal powoduje, że wzajemnie się wyciszają.

Jak brzmi dźwięk w przeciwfazie emitowany przez głośnik? "Tak samo jak dźwięk oryginalny. Człowiek nie zauważa różnicy" - twierdzi dr Leszek Morzyński. Tak więc, mimo że każdy z tych dwóch dźwięków wydaje się identyczny, to ich wzajemne oddziaływanie sprawia, że stają się znacznie cichsze.

Na przykład w ochronnikach słuchu mikrofony zbierają z otoczenia dźwięki, a układy sterowania odpowiednio je przekształcają i emitują poprzez głośniki w czaszach nauszników przeciwhałasowych. W pobliżu ucha fale nakładają się i dzięki temu użytkownik słyszy dźwięk już wyciszony.

Oprócz redukowania odgłosów tuż przy uchu odbiorcy, hałas można zmniejszać także u jego źródła. Morzyński wyjaśnia, że w ten sposób można wyciszyć zwłaszcza obudowy maszyn, które emitują nadmierny hałas. Na głośną obudowę nakleja się materiał inteligentny, zmniejszający drgania powierzchni. Pod wpływem napięcia materiał ten zmienia swoje właściwości i zaczyna drgać w przeciwnej fazie zmniejszając emisję hałasu z maszyny.

Jak zaznacza Morzyński, urządzenia tego typu nie pozwalają na całkowite wyciszenie wszystkich hałasów z zewnątrz, ale jedynie na ich redukcję w pewnym zakresie częstotliwości. W ochronnikach słuchu przeważnie redukowane są dźwięki o niskich częstotliwościach, do 500 Hz. Jednak poprzez stosowanie innych metod, np. poprzez redukcję drgań powierzchni, można wyciszać dźwięki wyższe, np. do 1 kHz (dla porównania - najniższy dźwięk fortepianu ma częstotliwość 27,7 Hz, a najwyższy - 4 186 Hz).

Morzyński uważa, że na razie nie ma mowy o tym, żeby za pomocą takich metod zmniejszać hałas w pubach, kawiarniach czy na ulicy. "Wytworzenie strefy ciszy jest na razie możliwe tylko w określonych warunkach akustycznych i na niewielkiej przestrzeni, odpowiadającej na przykład połowie długości danej fali dźwiękowej. Dla dźwięku o częstotliwości 100 Hz jest to więc ok. 1,7 metra, a dla 1 kHz to zaledwie 17 cm - tłumaczy badacz. - Poza tym w miejscach takich jak ulice czy puby mamy do czynienia z dużymi obszarami, w których występują zmienne w czasie dźwięki o szerokim widmie częstotliwości, daleko wykraczającym poza obszar stosowania metod aktywnych".

Ponadto - zauważa naukowiec - w pubach występują liczne odbicia fal dźwiękowych. Uzyskanie wymiernego efektu w takich warunkach wymagało by zastosowania bardzo złożonych układów wielokanałowych, czyli układów z dużą liczbą mikrofonów pomiarowych i głośników oraz wysokowydajnym systemem sterowania. (PAP)