„ANCOR“: Lärmminderung durch Gegenschall

Aktive Lärmreduktion kann auf lange Sicht Lärmschwerhörigkeit oder sogar Hörverlust verhindern: Das Hamburger Start-up Recalm minimiert Lärm auf intelligente Weise – mit gezielt berechneten, genau ausgerichteten Schallwellen.
 

Auf Baustellen müssen Beschäftigte oft unterschiedliche starke Sinnesreize verarbeiten: So sind z. B. Personen, die Baumaschinen führen, täglich kritischen Lärmpegeln ausgesetzt – Tag für Tag, mehrere Stunden lang. Ihre Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit sinkt; Fehler und Sicherheitsrisiken sind die Folge.

Aber damit nicht genug: Selbst wenn Beschäftigte subjektiv den Eindruck haben sollten, an akustische Beanspruchung gewöhnt zu sein – Lärm macht krank, führt zu Problemen im Verdauungs- und Herz-Kreislauf-System, erhöhtem Blutdruck, Schlafstörungen u. ä. Nicht umsonst zählt Lärmschwerhörigkeit – unheilbar und von Hörgeräten selten zu mindern – seit vielen Jahren zu den häufigsten Berufskrankheiten.

Vom Ohr zur Idee zum Lärmschutz

Jedes menschliche Ohr ist variabel empfindlich; Hören ist kein objektiver Vorgang, sondern – unter gegebenen organischen Voraussetzungen – ein individueller psychologischer Prozess. Ein gesundes Gehör kann nur bei guten Bedingungen im direkten Vergleich 1 dB(A) unterscheiden und nimmt gegebenenfalls erst bei 3 dB(A) eine spürbare Veränderung wahr. Umgekehrt reagieren Menschen auch individuell auf akustische Dauerreizung: Was als Lärm empfunden wird, variiert ebenfalls.

Anders als bei passiven Lärmschutz-Maßnahmen (Ohrstöpsel, Noise-Cancelling-Kopfhörer) gehen die Akustik-Fachleute von Recalm (englisch für „Wiederberuhigen“) das Problem aktiv an: Mit Schall, der in der Fahrerkabine passgenau auf die fahrende Person ausgerichtet wird, reduziert ihr Lärmschutz-System „ANCOR“ (Active Noise Cancelling Offered by Recalm) ungewollte Schallbelästigung ganz gezielt. Baumaschinenlärm ist niederfrequenter Schall, dessen tieffrequente Anteile im Schallspektrum „ANCOR“ bis 500 Hz mindert (zukünftig sollen es bis zu 1 kHz sein).
 

Funktionsprinzip

Das funktioniert mittels fein austarierten Zusammenspiels von Mikrophonen, Software und Lautsprechern: Zunächst nehmen die Mikrofone im Fahrerhäuschen den eindringenden Lärm äußerer Schallquellen (z. B. Motoren) auf, bevor die Lautsprecher passenden Gegenschall wiedergeben.

Der erforderliche Gegenschall basiert auf einer Signalverarbeitung durch eine spezielle Software: Mikroprozessor und Algorithmus wandeln den Störschall in ein gegenphasiges Schallsignal entgegengesetzter Polarität um. Die Überlagerung beider Schallwellen (Interferenz) löscht das Störsignal bestenfalls aus; faktisch bleibt eine resultierende Welle mit deutlich kleinerer Restlautstärke.

Der Lärmpegel wird durch „ANCOR“ um 10 bis 20 dB reduziert, was die Lärmbelastung gefühlt um bis zu 75 Prozent verringert. Das Gegengeräusch überlagert somit den realen Lärm in der Fahrerkabine und löscht ihn zum großen Teil aus. Maschinenführende können somit deutlich länger arbeiten, ohne dem Risiko eines Hörschadens auszusetzt zu sein.

Während ein wahrnehmbarer Effekt in jeder Situation abhängig ist von der jeweiligen Lärmcharakteristik, reduziert „ANCOR“ Lärm selbst dann, wenn einmal kein Effekt spürbar sein sollte. Um die bestmögliche Reduktion zu erzielen, adaptiert sich das System an jede konkrete Lärm-Szenerie.
 

Wichtige Unterscheidung bei Frequenzen

Die Lautstärken höherer Frequenzen werden dabei aber nicht reduziert, sondern unter Umständen sogar besser hörbar, wenn „ANCOR“ hauptsächlich dumpfes, bassähnliches Wummern abmildert. Die fahrende Person kann auch weiterhin höherfrequente akustische Signale wahrnehmen, wie z. B. Warnsignale von Apparaturen oder Zurufe von Kolleginnen und Kollegen, etwa in Gefahrensituationen. Die Beschäftigten können problemlos weiter über Funk kommunizieren oder telefonieren und gewinnen deutlich mehr Komfort und Freiheit: vor Lärm geschützt, aber von ihrer Umgebung nicht abgeschottet.
 

Ausrichtung des Gegenschalls

„ANCOR“ projiziert den Gegenschall auf sogenannte Ruhezonen, welche momentan noch von der Herstellerfirma vorgegeben sind. Allerdings können Nutzende vom Handy aus per App zwischen den drei Positions-Voreinstellungen wählen (z. B. Position 1: mit dem Kopf angelehnt sitzend). Um die Ruhezone genau auf die fahrende Person auszurichten, wird aktuell die Kopfposition noch nicht ermittelt; im nächsten Entwicklungsschritt sollen das Sensoren tun.
 

Einsatzmöglichkeiten

Derzeit wird die Recalm-Lösung als sogenannte „Freifeld-Anwendung“ mittels mehrerer Lautsprecher, die in Ohrnähe der Fahrenden angeordnet werden, eingesetzt. Die Lautsprecher werden von hinten an die Streben der Kopfstütze geschraubt. Nutzbar ist „ANCOR“ überall dort, wo eine geschlossene Kabine samt Sitz mit Rückenlehne vorhanden ist (normal lange Lehne, normal hohe Kopfstütze). Nicht geeignet ist „ANCOR“ für offene Fahrerstände, wie z. B. bei Straßenfertigern. Prinzipiell kann jede Fahrerkabine damit ausgestattet werden. Das System wird entweder als Klick-On-Variante nachgerüstet oder durch Herstellerfirmen von High-Tech-Kabinen gleich direkt in die Kopfstütze integriert.
 

Ausgezeichneter Arbeitsschutz

Für die Lösung, Lärmbelastung in Fahrerkabinen von Baumaschinen auf technischem Wege zu reduzieren und so angenehmeres Arbeiten über einen längeren Zeitraum zu ermöglichen, wurde Recalm 2019 mit dem Deutschen Arbeitsschutzpreis ausgezeichnet. Ein Prototyp ihres Lärmschutz- Systems „ANCOR“ wurde im gleichen Jahr auf der bauma in München vorgestellt.
 

recalm GmbH
www.recalm.com