Gürültüyü Başlamadan Engellemek

Kentleşmenin hızlanmasıyla birlikte gürültü türleri ve seviyeleri günden güne artıyor. Bu çevre kirliliği sonucunda insan sağlığı olumsuz etkileniyor. Ancak yaşanan bu sorunun kontrol altına alınması için yapılması gerekenler hâlâ dünyanın birçok yerinde ihmal ediliyor. Peki ya sağlığımızı etkileyen bu ciddi tehdidi nasıl çözebiliriz? Günümüzde akustik konusunda çalışan araştırmacılar, istenmeyen sesleri engellemek için aktif gürültü kontrolü adı verilen bir çözüm sunuyor. Aktif gürültü kontrolü teknolojisinin başlangıcı 1935 yılına kadar uzansa da ne yazık ki bu teknolojinin uygulama alanları ancak 2000’li yıllardan itibaren artmaya başladı. Nihayet artık hayatımızın birçok alanında etkin hale geldi. Bu yazıda aktif ve pasif gürültü kontrolü ve gürültüyü engelleme yöntemlerini tanıtıyor ve konu ile ilgili temel soruları cevaplamaya çalışıyorum.

Öncelikle gürültüyü azaltmak için kullanılan yöntemleri inceleyelim. İstenmeyen sesin kontrol altına alınmasında en etkili yöntem, gürültü kaynağında önlem almaktır. Ancak, söz konusu durum çevresel gürültü olduğu zaman bağımsız üreticiler, devlet kurumları ve bireyler gibi birçok paydaşın dahil olduğu bir durum karşımıza çıkıyor. Bu çok paydaşlı durum ise çevresel gürültünün azaltılması konusunda en büyük engellerden biri. Kaynakta gürültüye bir başka seçenek ise gürültünün “ses yayılım yolu”nda ortadan kaldırılması veya azaltılması. Yayılım yolunda alınabilecek önlemler için gürültü bariyerlerini veya bina cephesinde yapılan yalıtımı verebiliriz. Son olarak, kulaklık kullanarak gürültü alıcıda kontrol altına alınabilir. Bu gürültü azaltma yöntemleri pasif gürültü kontrolü ve aktif gürültü kontrolü olmak üzere iki farklı teknikle gerçekleştirilebilir.

Pasif gürültü kontrolü (PGK) nedir?

PGK tekniği, malzemenin kimyasını kullanarak gürültüyü azaltır. PGK’da kullanılan malzemeler, sesin yutulmasını, yayılmasını veya yansımasını sağlayan çeşitli akustik özelliklere sahiptir. PGK, yüksek frekanslarda daha iyi performans gösterir ve elektrik gücü gerektirmez. Öte yandan, PGK’da kullanılan malzemelerin çoğu hava akışını engellediğinden, mekanik sistemlerdeki bazı uygulamalarda ısı artışı konusunu dikkate almak gerekiyor. Bu sistemde kullanılan geleneksel malzemelerin doğası gereği, düşük frekanslarda gürültü azaltma sağlamak için kalın olmaları gerekir, bu da onları büyük hacimli yapar. Bununla birlikte, PGK, maliyet etkinlikleri ve nispeten ölçeklenebilirlikleri nedeniyle birçok farklı alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu pasif yöntemin basit uygulama ve elektrik gücü gerektirmemesi gibi bazı olumlu yönleri olmasına rağmen, genellikle hava akışını kısıtlar. Aynı zamanda düşük frekanslı seslerde etkili değildir. Pasif yöntemlere bir seçenek olarak ANC olarak da bilinen aktif azaltma yöntemleri bu sorunların üstesinden gelebilir.

Aktif gürültü kontrolü (AGK) nedir?

İlk AGK teknolojisi, fizikçi Paul Lueg’in “Aktif Gürültü Kontrolü” ilkesini tanımlayan patentiyle başladı. Ancak o zaman bu teknoloji henüz uygulamaya konmamıştı. 1980’lerde sinyal işleme üzerine yapılan çalışmalar ile AGK teknolojisi kulaklık, otomobil ve uçak gibi mekanik cihazlara uygulanmaya başlandı.

AGK istenmeyen sesleri tamamen aynı genlikte, ancak 180° faz dışı olarak taklit etmeye çalışır. Bu, dış ortamdaki bir ses dalgası tepe noktasındayken o anda AGK tarafından çukur noktasında olan bir dalga üretilmesi demektir. Bu yöntem sayesinde gürültü başarılı bir şekilde yok edilebilir. Bu durum, “yıkıcı girişim” olarak adlandırılır.

Aktif ve pasif gürültü kontrolü arasında ne fark var?

AGK, düşük frekansları daha verimli bir şekilde azaltabilir. Aynı zamanda, düşük frekanslı sesleri PGK’dan çok daha ince bir kalınlık ile azaltır. Bu sayede gürültü önleyici sistem daha az yer kaplar ve daha hafiftir, bu da kompakt tasarımların kolayca elde edilmesini sağlar. Ancak AGK’nın da bazı olumsuz yanları var. En dikkat çeken yanı, elektrik gücüne ihtiyaç duymasıdır. Ayrıca, sistemden en iyi sonucu elde etmek için uygulamaya özel bir tasarım gerektirirler. Yüksek maliyetli oluşu ve yüksek frekanslarda gürültüyü artırma riski de bu teknolojinin diğer olumsuz yönleridir.

Sonuç olarak, her iki sistem de olumlu ve olumsuz unsurlarla benzersiz özelliklere sahiptir. En iyi sonuç, bu iki sistemin etkili olduğu farklı frekans aralıklarının birleştirilmesiyle elde edilebilir. Bu sayede istenmeyen sesler tek bir cihazda etkin bir şekilde bloke edilebilir. Ancak, günlük hayatımızda rahatlıkla görebildiğimiz sayısız PGK uygulaması olmasına rağmen, AGK henüz yaygın olarak benimsenmemiştir. Bununla birlikte, yapay zekâyı kullanan bazı yeni bilimsel çalışmalar, AGK’nın uygulamasındaki boşlukları doldurmaya yardımcı olabilir. Bu şekilde, AGK sistemleri gündelik yaşamımızda yaygın olarak benimsenebilir ve daha rahat bir yaşam sürmemize yardımcı olabilir.