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Brummen – Interferenzen als eine Möglichkeit
Veröffentlicht
Brummen – Interferenzen als eine Möglichkeit. Magazin 2000plus, Nr. 12,
2004, S. 26 - 29
Konfrontation
Beim Lesen des Beitrages [BR] fiel mir auf, dass ich vor etwa drei Jahren
in Wismar auch einmal mit diesem „Phänomen“ konfrontiert wurde. Im Endergebnis
wurde es durch Umzug „gelöst“. Eine Person wohnte in einer Wohnung über
einer Kaufhalle. Es gab vergleichbare Schilderungen wie in dem Beitrag.
Bei den hier vorgetragenen Untersuchungen und Gedanken handelt es sich
nicht um E-Smok sondern um Möglichkeiten der Herkunft von mechanischen
Schwingungen, die durchaus zu hören und zu fühlen, ev. auch zu sehen sind
(Vibrationen durch Resonanz). Wo sollen die Schwingungen herkommen? Der
Gedanke lag nahe, die vielen Motoren der verschiedensten Aggregate zu
verdächtigen – hier einige Gedanken zu dem Warum?
Grundsätzlich findet man auch im Internet Beiträge zum Thema u. a. [BP].
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Elektroantriebe
Die Stromerzeugung dreht mit 3000 U/min und erzeugt so 50 Hz. Viele Elektroantriebe
haben viele Motoren in ihrem Inneren. Die Elektro-Motoren drehen alle mit annähernd
gleicher Drehzahl, aber leicht unterschiedlich je nach Typ und Belastung. Die
Drehzahlen der Elektro-Motoren sind ja nach Anwendung gestaffelt und drehen
sich grundsätzlich etwas langsamer als 3000 U/min (Asynchron-Motoren): knapp
3000 (2800) oder 1500 (1400) U/min, was auf dem Motor-Typenschild steht. Elektroantriebe
laufen europaweit mit der der gleichen 50 Hz Wechselspannung. Alle Stromlieferer
müssen phasengleich und synchron ihre Spannung in das Netzt einspeisen.
Nun haben wir nicht nur stationäre Generatoren die mit Turbinen laufen sondern
in kleineren Einheiten (Stadtwerke) auch mit Dieselmotoren betriebene Generatoren,
die natürlich für die Stromerzeugung auch mit konstanter Drehzahl laufen müssen
– und da steht nicht nur einer. Auch sie erzeugen Vibrationen. Die meisten Windgeneratoren
laufen auch mit 3000 U/min, nachdem die Windkraft über ein Getriebe hochgesetzt
wurde. Elektro-und andere Motoren – ohne und mit Getriebe - erzeugen besonders
unter Last auch mechanische Schwingungen – und viele Schwingungen führen zu
Überlagerungen/Interferenzen, die von den Gebäuden übertragen werden (können).
Um die Vibrationen möglichst gering nach außen zu halten, werden spezielle Fundamente
gebaut. Hier kommen wir rein in das Gebiet der Wellenleitung.
Meereswellen
Sie werden durch den Wind – manchmal auch mehrere - angeregt [MI]. Immer
wieder haben Seeleute von Monsterwellen gesprochen – die Wissenschaft
hielt das lange Zeit für Seemannsgarn. Heute gehört es zum Stand der Wissenschaft,
dass sie gut und gern 30 m Höhe erreichen können.
Warum? Von einem Wind ist das wohl kaum möglich, aber hin und wieder werden
vom Wettergeschehen mehrere Winde erregt die unterschiedlich laufen –
und so auch Meereswellen generieren. Kommen jetzt die Wellenberge beider
oder auch weiterer Wellen zusammen, entsteht die Monsterwelle, die zusätzlich
noch einen steilen Anstieg hat. Dieser leitet sich daraus ab, dass Wellenberge
mit verschiedener Frequenz aber gleicher Phasenlage (Anstieg) zu einem
insgesamt steilen Anstieg führen (eine Rechteckschwingung besteht aus
der Überlagerung von mehr als 10 Harmonischen Schwingungen).
In dem Oszillogramm Bild 1 sind eine Sinus- und Rechteck- (hier eine
Mäanderform) Schwingung gegenüber gestellt. Einfache Versuch lassen sich
sogar in der Badewanne durchführen – Anregung durch kurzes Fingereintauchen
an zwei verschiedenen Stellen. Und was hat das jetzt mit dem Brummen zu
tun?
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Interferenzen und Resonanz
Die Elektro-Motoren laufen also mit annähernd gleicher Drehzahl und erzeugen
so jeder eine mechanische Schwingungsfrequenz (Welle). Die Differenzfrequenz
dieser mechanischen Schwingungen bezeichnet man als Schwebung. Im Oszillogramm
Bild 2 sind zwei gleichgroße Spannungen mit annähernd gleicher Frequenz dargestellt.
Durch die konstante Drehzahl der Motoren (aber konstruktive und lastabhängige
Differenzen) ist die Interferenzfrequenz weitgehend konstant und könnte das
Brummen bzw. Schwingen im Infraschallbereich unter 15 Hz sein. (So einen Effekt
kann man auch bei bestimmten Geschwindigkeiten mit dem Auto bei mehr oder weniger
geöffneten Fenster erreichen – das sind meist unangenehme Schwingungen.)
Das Oszillogramm Bild 3 zeigt die Schwebung der beiden Frequenzen aus Bild
2: bei gleicher Spannung tritt eine Verdoppelung bzw. Auslöschung der Amplitude
auf. Zusätzlich tritt im Nulldurchgang der Schwebung ein Phasensprung mit Frequenzverdopplung
auf (im Bild zu sehen).
In den verschiedensten Betrieben laufen viele Aggregate für Kühlung, Lüftung...
Nicht alle laufen ständig, sie werden ein- und ausgeschaltet, was zu unterschiedlichen
Anregungen führt. Hinzu kommt, dass auch mechanische Baugruppen mitschwingen
(können, Gläser im Schrank klirren). Den Soldaten wird deshalb gesagt, dass
man nicht im Gleichschritt über eine Brücke marschieren darf. Viele kennen vielleicht
das Bild der durch den Sturm schwingenden Brücke (Resonanz-Effekt) in den USA,
die den Belastungen nicht mehr standhalten konnte.
Tiefe Frequenzen werden durch den im Allgemeinen nicht trockenen Boden
gut übertragen und können an Stellen erscheinen, wo man es nicht für möglich
hält. Hier ist sogar die Geologie der Region gefragt.
Denken wir aber auch mal daran, dass sich Elefanten auf ihren Wanderungen
mit Infraschall verständigen – und das über Distanzen von mehr als 10
km!
Große Vakuumanlagen laufen mit starken E-Motoren bei konstanter Drehzahl
und erzeugen mit ihren verschiedenen (Kompressor-) Pumpen auch Schwingungen.
Die Überlagerung von Schwingungen annähernd gleicher Frequenz führt
zur Löschung auf der einen Seite und zur Summierung der Amplituden auf
der anderen Seite (Bild 4), und das kann sehr störend wirken.
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Hier möchte ich ein Beispiel einfügen: Im Flug mit einer IL 18 (4 Turboprop-Triebwerke)
war eine Schwebung zwischen den geringen Unterschieden der Drehzahlen deutlich
zu hören und zu spüren. Das Brummen wurde im Abstand von mehr als 5 Sekunden
lauter und leiser, entsprechend verhielten sich die Vibrationen. Resonanzerscheinungen
konnte ich auch bei Bussen im Leerlauf feststellen, bzw. wenn sie anfuhren.
Geringe Drehzahlunterschiede des Motors ließen Teile am Bus deutlich vibrieren,
bzw. wieder verstummen.
Warum gerade nachts?
Auch am Tage sind die Schwingungen, das Brummen durchaus vorhanden, Manche
empfinden sie ja auch – man könnte das durchaus als selektiv bezeichnen. Ein
Schiffsmaschinen-Ingenieur setzt sich zur Ruhe in einem Reihenhaus. Wenn die
Kinder im Nachbarhaus die Treppe benutzen, fällt ihm das jedes mal störend auf.
Schall- und andere Messungen ergeben keine Auffälligkeiten.
Was machte aber der Mann auf dem Schiff? Er überwacht die Machine – und hört
jede Besonderheit, auch wenn sie noch so leise ist! Hier liegt also des Rätsels
Lösung: Er muss „lernen“, dass er nicht mehr auf dem Schiff ist und Nebengräusche
nun „keine Bedeutung“ mehr haben.
Am Tage kommen aber viele weitere Ereignisse hinzu z. B. der Verkehr – und so
werden durch die vielen weiteren Schwingungsüberlagerungen die störenden Frequenzen
in einem größeren „Wellensalat“ mehr oder weniger „untergehen“. Das fehlt dann
in auch tagsüber ruhigen Zonen. Herr Benedikter schreibt [BR]: „Der Brummton
ist durch eine sehr tiefe Bass-Frequenz gekennzeichnet, deren Rhythmus unregelmäßig
ist. Er pulst für jeweils kurze Zeit regelmäßig in einer Geschwindigkeit, die
einem beschleunigtem Herzschlag entspricht. Dann pulst er plötzlich diskontinuierlich,
fällt fast ins Unhörbare zurück, um dann wiederzukehren und gewissermaßen neu
mit seinem rhythmischen Pulsieren zu beginnen.“ So ließe sich das mit den Interferenzen
erklären, nachvollziehen, s. o. Der Begriff Brummton ist zu allgemein und man
sollte ihn durch Tests mit den Personen eindeutig auf einen Frequenzbereich
eingrenzen, denn damit kann dann jeder etwas anfangen.
Schiffe
Große Schiffe haben Dieselmotoren mit einer Wellendrehzahl um 100 U/min.
Da der Schiffsverkehr immer mehr zunimmt, die Antriebe immer leistungsfähiger
werden, sind auch hier Ursachen nicht auszuschließen, da die Schiffs-
und Schraubenschwingungen durch das Wasser besonders gut übertragen werden,
vgl. Schiffsortung von Unterwasser-Schiffen. Man spricht hier von „Lärmverschmutzung
der Meere“, was die Fische vergleichbar empfinden können – aber auch die
Kommunikation der Wale stören kann.
An einem ruhigen Strand bei ruhigem Wetter kann man selber Schiffe gut
verfolgen, weil die vielen Nebengeräusche eines belebten Strandes fehlen.
Schiffsverkehr ist mehr oder weniger regelmäßig.
Nachts hört man sogar noch Flugzeuge in 10.000 m Höhe, was am Tage kaum
möglich ist durch höhere Nebengeräusche.
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Infraschall
Das Umweltlexikon [UL] definiert Infraschall: „Schall mit einer Frequenz unterhalb
von 20 Hz außerhalb des menschlichen Hörbereichs. Als Körperschall können derartige
Frequenzen jedoch als Schwingungen oder Erschütterungen wahrgenommen werden.
Wird Infraschall als belästigend empfunden, gilt er per Definition als Lärm,
obwohl er nicht hörbar ist.“ Wir können mit dem Körper Infraschall „fühlen“,
vgl. Auto. Die Entdeckung des Infraschalls bei Elefanten kam aus der Zoo-Praxis,
als die Forscherin neben einem Tier stand, dass diese Infraschallsignale „lautstark“
also fühlbar abgab. Das Bild 5 zeigt die Einteilung der Frequenzen im Spektrum
an. In der Praxis gibt es an den Grenzen Überschneidungen.
........2357
..|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|---
10^-1 10^0 10^1 10^2 10^3 10^4 10^5 10^6 10^7 10^8 10^9
--I-Schall--..Hörbereich...US.+LW+-MW-...KW..-UKW-UHF-µW
............................... Rundfunk
....... FS
US Ultra-Schall (Fledermäuse...)
Bild 5: log Frequenzdarstellung
in Hz zur Einordnung
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Wikipedia [WI] weicht bei der Grenzfrequenz etwas ab: „Unter Infraschall versteht
man Schallwellen, deren Frequenz unter 16 Hz liegt. Infraschall ist für das
menschliche Ohr nicht wahrnehmbar. Allerdings wird vermutet, dass manche Menschen
Infraschall auf andere Art und Weise wahrnehmen...“ Beide Quellen [UL][WI] geben
eine klaren Hinweis: Störmöglichkeiten durch Infraschall!
„Infraschall hoher Intensität kann bei Menschen und Tieren zu Schwingungen innerer
Organe führen, die das Opfer lähmen oder dauerhaft verletzen können. Es gibt
Bestrebungen, Infraschallwellen zum Auflösen von Demonstrationen, als Mittel
gegen politische Gegner oder als Kriegswaffen zu entwickeln.“ [WI] Dass nicht
alle Personen alles hören – das ist nicht das Problem. Es muss nur herausgefunden
werden, warum es so ist und wie groß die Unterschiede sind. Hinzu kommt der
Effekt, dass einige Leute nur Andeutungen brauchen, um mehr zu hören als da
ist – vgl. Schmerz. Wenn ich über meinen Tinnitus rede „höre“ ich ihn auch –
sonst fast nicht. Einzelpersonen könnten auch prozentual mehr betroffen sein
als Paare.
Was tun?
Es ergibt sich keine einfache Lösung und eine Zusammenarbeit verschiedener
Wissenschaftsdisziplinen ist notwendig. Die hier geschilderten Erklärungen wären
bestimmt auch nur ein Teil des komplexen Systems Brummen. Zunächst ist es wichtig,
die Personen, die diese Probleme haben zu erfassen. Mittels eines Tongenerators
und Kopfhörer kann zum Einen der Hörbereich betroffener Personen im Infraschall
getestet werden zum Anderen sollte mittels Lautsprecher mit definiertem Abstand
sowie einer kleinen Leistung (wenige Watt) das Körperempfinden überprüft werden.
Dabei können die Selbsthilfegruppen eine gute Zuarbeit leisten.
Weiter muss in Fernsehen, Rundfunk und Presse eine Information
der Bevölkerung erfolgen, um weitere Betroffene zu erfassen. Sie müssen gefragt
werden, welche Probleme sie konkret haben. Damit ließe sich ein Problemkatalog
erarbeiten. Hier gibt es Ansätze. Der nächste Schritt wäre eine Zeiterfassung
des Problems der Einzelperson oder Gruppe.
Mit der Zusammenfassung der Rechercheergebnisse in einer Karte und dem anschließenden
Vergleich mit den geologischen Strukturen der Region ließen sich weitere Zusammenhänge
erkennen, Ortswechsel innerhalb der Ortschaft empfehlen.
In Wohnungen mit besonders starken Störungen muss zuerst Messtechnik zum Einsatz
kommen. Hier würden sich als Sensor Schwingungsaufnehmer sowie Mikrofone eignen
und die Aufzeichnung auf einem Computer anbieten. Da die meisten Haushalte heute
einen Computer haben, müssten sie Sensoren und vorübergehend ein Auswerteprogramm
mit Anleitung erhalten. So wären an verschiedenen Orten gleichzeitig eine Datenerfassung
möglich. Nicht ausreichend ist die Feststellung: „Für alle Betroffenen beginnt
und endet das störende Geräusch in der Region zur gleichen Zeit.“ [BR]
Hier lässt sich wohl in der Region erfassen:
- Wann werden Kraftwerke hochgefahren?
- Wann beginnt welcher Betriebe zu arbeiten?
- Was gibt es in der Region für „besondere“ Betriebe? (Walzwerk, andere Großanlagen...).
Es geht hier meist um Infraschall – eine Aufzeichnung bis 500 Hz, also die Erfassung
von Oberwellen – wäre wahrscheinlich sinnvoll. Schwingungen des Mobilfunks u.
a. Funkdienste liegen über 1000 mal höher (MHz-Bereich) und scheiden wohl für
Infraschallgenerierung aus.
In [WI] wird u. a. festgestellt: „Zusätzlich zu den fest installierten Infraschall-Messanlagen
stehen vier mobile Infraschallstationen zur Verfügung, um an jedem beliebigen
Ort Infraschallmessungen durchführen zu können. Einer ersten Bewährungsprobe
wurden diese Systeme bei einem Einsatz bei Blaubeuren unterzogen, als es um
die Klärung des Zusammenhangs zwischen Infraschall und dem Brummton-Phänomen
ging.“ Es tut sich etwas!
Eine Antwort?
Spektrumdirekt als online Ausgabe hat einen Beitrag [FA] jüngst veröffentlicht,
der das Brummphänomen angeblich löst. Mit Sicherheit sind hier wichtige
Komponenten enthalten, die im Gesamtzusammenhang womöglich nicht unter
den Tisch fallen dürfen: „Erdbeben und Vulkanausbrüche, verbunden mit
hektisch ausschlagenden Seismometern, weisen uns immer wieder darauf hin,
dass der feste Boden zu unseren Füßen ganz schön ins Wackeln geraten kann.“
- „Schon längere Zeit vermuten Wissenschaftler, dass Druckunterschiede
in der Atmosphäre für das Brummen verantwortlich sein könnten.“ Ob sie
sich dazu nicht zu langsam ändern?
Wie weit Frequenzen im Bereich von 0,005 bis 0,05 Hertz überhaupt noch
den Menschen stören - müsste wohl noch nachgewiesen werden. Das eigentlich
Phänomen der Störung des Menschen wird in dem Beitrag nicht angesprochen.
Insgesamt bleibt nach wie vor vieles offen.
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Literatur
[BR] Bennedikter, R.: Das Brummton-Phänomen.
Annäherung an ein Rätsel. Magazin 2000plus, Nr. 200, S. 30-36
[BP] http://www.brummton.net/phaenomen.htm
[MI] MacIntyre; D.: Abenteuer Wetter, 1. Wind, Vierteilige Reihe, Sendung am
05.09.2004, http://www.3sat.de
[UL] Infraschall - http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBsonstiges/Infraschall.php
[WI] Infraschall - http://de.wikipedia.org/wiki/Infraschall aus Wikipedia, der
freien Enzyklopädie [FA] Findeklee, A.: Warum unser Planet ständig vor sich
hin summt. www.wissenschaft-online.de/abo/ticker/760419
Bildunterschriften
1 Sinus- und Rechteckwelle
2 Zwei Frequenzen mit geringen Unterschieden (< 5 %)aber gleicher Amplitude
3 Eine Schwebung im Bild
4 Zwei Schwebungen im Bild
5 log Frequenzdarstellung in Hz zur Einordnung
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