VVM bijeenkomst detectie bronnen laagfrequent geluid

Carel Ostendorf, 28 mei 2014

Een intrigerende titel die veel belangstellenden wist te bewegen om op 8 mei in Enschede deze bijeenkomst te bezoeken. We waren te gast bij de Universiteit Twente en de subsectie Laagfrequent Geluid vormde het organisatorisch comité. Zij hadden 4 sprekers weten te strikken en een demonstratie ingepland zodat sprake was van een afwisselend programma. Helaas werkte het weer niet mee.

Opening en al discussie

De opening kwam voor rekening van Edwin Buikema van Peutz. Hij gaf een algemene beschouwing over laagfrequent geluid (LFG) en schetste een aantal problemen die onderzoekers en gehinderden ondervinden bij hun speurtocht naar de bron en een oplossing van de brom. Regelmatig kwamen er reacties uit het publiek waar mensen de behoefte voelden om de algemeenheden uit het betoog van Edwin toch even de nuanceren. Hieruit bleek duidelijk dat emoties ook een belangrijke rol spelen bij klachten over laagfrequent geluid. Edwin pleitte er voor om de persoonlijke gehoorcurve van een gehinderde ook mee te nemen bij het onderzoeken van een klacht. Helaas is het nog moeilijk om juist voor de lage frequenties het gehoor te laten testen. Uit het verhaal van Edwin volgde verder dat onderzoek naar LFG complex is doordat er geen eenduidig meetprotocol bestaat waarmee je zeker weet dat je het LFG probleem kunt vangen, er geen eenduidig toetsingskader is waarmee je in alle gevallen klachten kunt beoordelen en de bronnen moeilijk zijn te vinden. En daarmee maakt hij een mooi bruggetje naar de volgende spreker.

Brondetectie

Ysbrand Wijnant van de Universiteit Twente was de spreker die verschillende vormen van brondetectie behandelde. Naast de standaard meting met een geluidmeter noemde hij ook nog andere methoden die zich bovendien niet alleen maar beperkte tot geluidmeetapparatuur. Ook een goed gesprek met de gehinderde over de omstandigheden waaronder de hinder optreedt, de eigen waarneming van de onderzoeker en het gebruik van testtonen om de frequentie van de LFG bron vast te stellen, zijn mogelijke detectiemiddelen. Maar uiteindelijk ging zijn verhaal toch in de richting van de microfoonarrays. In de lezingruimte stond een zogenaamde “akoestische camera” bestaande uit een raster van microfoons. Hiermee was het voor hogere frequenties (boven de 100 Hz) heel goed mogelijk om de locatie van een geluidbron vast te stellen. Tijdens een korte demonstratie kwam dit duidelijk naar voren.

demonstratie van de Universiteit Twente met hun microfoon line array.

Voor LFG moeten de rasters gekoppeld worden zodat ze ook de lage frequenties kunnen meten en verwerken. Lage frequenties hebben grote golflengten en dat vraagt om relatief grote meetopstellingen. Een voorbeeld daarvan is een microfoon line array waarbij een groot aantal microfoons (14) op een rij staan opgesteld met een lengte van, in dit geval, 22 meter. Daarmee kan met behulp van software ook de richting van een LFG toon worden bepaald. De bedoeling was om dat buiten te demonstreren met een luidspreker als bron van LFG maar de regen dwong de organisatie naar binnen, naar de collegezaal. De detectie van LFG kwam daar wat minder goed uit de verf maar het verschijnsel van staande golven in de ruimte was heel goed waarneembaar en voor een aantal deelnemers duidelijk een eerste keer ervaring. De technieken bestaan om de richting van LFG bronnen te detecteren maar er is veel en duur materiaal voor nodig en de LFG bron moet behoorlijk constant zijn in geluidniveau om uitgepeild te kunnen worden. Met drie line arrays kan bijvoorbeeld een driehoeksmeting worden uitgevoerd maar de gemiddelde klachtenonderzoeker beschikt niet over deze apparatuur. Die is op zoek naar een simpele versie.

Goedkoop en bruikbaar

Een stuk eenvoudiger en goedkoper is de meetmethode die Jan van Muilwijk (De Kompanije) met veel enthousiasme en humor presenteerde. Hij heeft zelf een meetsysteem gebouwd bestaande uit twee standaard studio microfoons, twee voorversterkers, een laptop en gratis software (Spectralab). De software berekent bij elke frequentie uit het looptijdverschil tussen de twee microfoons de richting van het geluid bij die frequentie. Een groene kleur betekent bijvoorbeeld dat het geluid van recht van voren komt. En zo kan dus ook met een driehoeksmeting de locatie van een bron bepaald worden.

De aanwezigen leerden verder dat een auto een heel goed hoogfrequent filter is en dat het zoeken naar de relevante lage frequentie dus ook in de auto mogelijk is. Zitten de onderzoekers toch lekker warm en droog, maar wel de motor uit zetten tijdens de metingen. De doosjes waarin de microfoons worden opgeborgen blijken hele goede windbollen. Natuurlijk kan in de auto of met microfoons in het doosje geen goede absolute waarde van het LFG worden bepaald maar om de bron/frequentie te kunnen detecteren is dat ook niet zo van belang. Voor de officiële dB waarde gebruikt Jan een standaard geluidmeter.

Vervolgens verhaalde Jan over een aantal praktijkgevallen. In Moerdijk ging het om een duidelijke 132 Hz toon die steeds circa 22 seconden duurde en met onregelmatige tussenpozen optrad. Er bleek wel een relatie met de buitentemperatuur. Hoe kouder het werd, hoe vaker het verschijnsel zich voordeed. Tijdens een verjaarsfeest kwam Jan in gesprek met iemand die het verschijnsel kende. Het werd veroorzaakt door een slecht afgestelde Vaillant verwarmingsketel. In het geval Borgercompagnie was sprake van een 30 Hz toon die tot op kilometers afstand nog meetbaar was met Jan’s meetsysteem. De klager woonde op 500 meter van een bedrijf en bij het tweede bezoek aan dit bedrijf bleek een koeltoren aan te staan die verantwoordelijk was voor de 30 Hz toon. Bron gevonden.

De zin van berekeningen

De voorgaande sprekers bespraken vooral meetmethoden om de bron van LFG te detecteren. De laatste spreker, Frits van der Eerden van TNO, sprak over de voortplanting van LFG over grotere afstanden en hoe met een “meteo-akoestisch” rekenmodel bepaalde klachten over LFG kunnen worden verklaard. De overdracht van LFG door de lucht is onderhevig aan sterke variaties als gevolg van temperatuurverschillen binnen een etmaal en de windsnelheden op verschillende hoogten. Door deze factoren mee te nemen in een rekenmodel kan worden verklaard waarom onder bepaalde omstandigheden LFG heel goed hoorbaar is op grote afstand maar dichtbij niet en waardoor het LFG binnen een paar minuten sterk kan toenemen of afnemen in geluidniveau. Het meteo-akoestisch model is ook gevalideerd met metingen in Oostvoorne waarbij met een vrachtwagen vol speakers een LFG is opgewekt en op enkele kilometers afstand is gemeten. Het rekenmodel blijkt de gemeten situatie goed te kunnen simuleren. Het rekenmodel is ook heel bruikbaar om het effect van maatregelen in de overdracht te bepalen. Hoewel maatregelen aan de bron de sterke voorkeur hebben, is dat niet altijd mogelijk. Bij startende vliegtuigen bijvoorbeeld zijn maatregelen aan de bron niet praktisch. Frits vertelde over de Polderbaan van Schiphol waar bij meewindcondities tijdens de start sterk LFG optreedt in de 31 Hz octaafband. De meewindcondities zorgen voor veel interacties van het geluid met de bodem. Daarom is met het rekenmodel onderzoek gedaan naar het verstrooiende effect van ribbels op de bodem (kassenmodel). Een deel van de ribbels is nu aangelegd en het effect in de praktijk wordt onderzocht. Het was niet alleen rekenwerk bij Frits. Hij liet ook zien dat met meerdere microfoons in een gekoppeld en tijd gesynchroniseerd netwerk het mogelijk is om de locaties van bronnen te bepalen (bijvoorbeeld vuurwerk). Door het meetwerk te combineren met modelberekeningen kan het verloop van het geluidniveau over een etmaal inzichtelijk worden gemaakt ook voor locaties waar niet gemeten is. Frits liet hiervan een praktijkgeval zien voor Vught.

Tot slot

Het was een geslaagde dag die liet zien dat er meet- en rekentechnieken bestaan die, ook in de wereld van het complexe laagfrequent geluid, helpen om bronnen op te sporen en verschijnselen te verklaren. Helaas zijn deze technieken zelf nog niet beschikbaar voor de gemiddelde LFG klachtenonderzoeker en zullen de financiële middelen om deze technieken in te zetten niet snel beschikbaar zijn voor een gevalletje “brom”. Natuurlijk is het goed om door te gaan met de ontwikkeling van meettechnieken maar er is ook een duidelijke behoefte aan meer sturing in de onderzoekswijze en uitbreiding van de beoordelingsmethoden. Wat dat betreft kan het initiatief van Piet Sloven (zie Geluidnieuws maart 2014) hierin haar waarde bewijzen. Tijdens de slotdiscussie kwam ook het (al lang bestaande) idee over een database met bronnen van LFG weer naar boven. Het bundelen van de meetervaringen van anderen helpt om toekomstige klachten sneller te doorgronden. Voor de aanwezigen kon één bron zo aan de database worden toegevoegd: bij 132 Hz ga je op zoek naar een Vaillant verwarmingsketel en adviseer je een servicebeurt. Als lezer weet u dit nu ook.