W poszukiwaniu ciszy… w otoczeniu urządzeń

Fot.: Arch. Stanisława Wrony
Fot.: Arch. Stanisława Wrony

Hałas generowany przez różne urządzenia można redukować dzięki osłonom niwelującym fale dźwiękowe. Problem pojawia się w momencie, gdy urządzenia oddają ciepło, przez co obudowa powinna mieć otwory wentylacyjne. Rozwiązania szuka dr hab. inż. Stanisław Wrona z Politechniki Śląskiej.

Naukowiec z Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej jest laureatem nagrody Wydziału IV Nauk Technicznych PAN. Doceniono go za cykl prac pt. „Modelowanie, optymalizacja i sterowanie w systemach redukcji hałasu”. 

„W związku z wykorzystywaniem coraz większej liczby urządzeń i maszyn, mamy coraz więcej hałasu w naszym otoczeniu. Według niektórych ustaleń Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) to hałas jest drugą (po skażonym powietrzu – red.) przyczyną problemów zdrowotnych związanych ze środowiskiem” – wskazał w rozmowie z Nauką w Polsce dr hab. inż. Stanisław Wrona.

Klasycznym podejściem do redukcji hałasu z urządzeń są metody pasywne, czyli „dołożenie” dodatkowej osłony do urządzenia, której działanie opiera się na właściwościach dźwiękochłonnych zastosowanego materiału. „Ta metoda wiąże się jednak ze stosowaniem dodatkowych materiałów, co stanowi i większe koszty, i dodatkową masę, a nie wszędzie można sobie na to pozwolić. Dochodzi też problem izolacji cieplnej, ponieważ materiały te często są jednocześnie dobrymi izolatorami cieplnymi” – opowiadał automatyk.

Drugim rodzajem podejścia do redukcji hałasu są metody aktywne, które polegają na odpowiednim „sterowaniu” obudową, aby drgania, powstałe w wyniku tej modyfikacji, niwelowały fale dźwiękowe.

„W metodach aktywnych dokładamy energii do obiektu i za pomocą sygnału sterującego, nazywanego antyhałasem, doprowadzamy do tzw. destrukcyjnej interferencji fal dźwiękowych. Naszym celem jest globalna redukcja hałasu, czyli redukowanie hałasu emitowanego do otoczenia w każdym kierunku. W tym przypadku najlepiej sprawdza się połączenie metody pasywnej (w postaci obudowy) z aktywnymi (w postaci systemu sterowania drganiami)” – mówił badacz.

Obecnie naukowiec wraz z zespołem badawczym, do którego należy, stara się rozwiązać problem związany z odprowadzaniem ciepła. „Obudowy dla niektórych urządzeń wymagają otworów wentylacyjnych, dlatego pracujemy nad opracowaniem takiego układu generowania antyhałasu, który by przeciwdziałał wydostawaniu się hałasu przy obudowie z otworami” – tłumaczył.

Zespół badawczy, do którego należy Stanisław Wrona, zajmuje się rozwiązaniami zarówno dla maszyn przemysłowych, jak i dla urządzeń gospodarstwa domowego. Jak mówił, producenci tych drugich są szczególnie zainteresowani współpracą z naukowcami, ponieważ tego oczekują konsumenci – aby np. pralki były cichsze.

„W przypadku pralki mamy do czynienia z szerokim spektrum częstotliwości. Na każde pasmo częstotliwości: niskich, wysokich i pośrednich – trzeba znaleźć odpowiednie rozwiązania. Na pierwsze dobrze działa aktywna redukcja hałasu, na wysokie – warstwa materiału dźwiękochłonnego, np. filcu. Dla pasma pośredniego jeszcze szukamy rozwiązań, aby było efektywne, niskokosztowe i nadawało się do masowej produkcji” – mówił Stanisław Wrona.

Obecne światowe trendy wykazują zainteresowanie coraz lżejszymi urządzeniami, co wiąże się ze słabszą izolacją akustyczną (w związku z mniejszą ilością materiału). „Jednocześnie widać też trend w rozwoju nowych materiałów, których struktura w postaci pewnej siatki przestrzennej pozwoli na lepszą redukcję hałasu przy mniejszej ilości wykorzystywanego materiału” – wskazał.

Zagadnienie redukcji hałasu z urządzeń jest podejmowane przez naukowców na całym świecie. Przykładem międzynarodowej współpracy jest naukowo-przemysłowy projekt z unijnego Programu Horyzont Europa, który realizują badacze m.in. z Politechniki Śląskiej, pod kierownictwem prof. Marka Pawełczyka.

„Metodami aktywnymi jesteśmy w stanie jeszcze dużo zrobić, ponieważ te układy stają się coraz tańsze i wydaje się, że niebawem wysoki koszt przestanie być barierą do wdrożenia” – podsumował Stanisław Wrona.

Nauka w Polsce, Agnieszka Kliks-Pudlik

akp/ agt/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj także

  • Fot. Adobe Stock

    Raport: w akademikach w Polsce brakuje 400 tys. miejsc noclegowych

  • 10.04.2025. Ćwiczenia reagowania kryzysowego Kryzys 25 w Centrum Symulacji Medycznej, Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, 10 bm. Wydarzenie jest organizowane przez Akademię Wojsk Lądowych. Scenariusz zakładał akcję ratunkową, po pożarze. Celem ćwiczeń jest koordynacja służb, rozwinięcie zdolności organizacyjnej, analiza sprawności działania, praktyczne nauczanie studentów ratownictwa medycznego i wydziału lekarskiego poprzez symulowane działania ratunkowe. PAP/Maciej Kulczyński

    Wrocław/ Studenci AWL z innymi służbami ćwiczyli akcje ewakuacyjne

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

newsletter

Zapraszamy do zapisania się do naszego newslettera