Infraschall - Grundlagen

Definition

Infraschall ist wie jeder Schall zunächst einfach bewegte Luft. Die Besonderheit des Infraschalls ist, dass er unterhalb des Hörvermögens des Menschen liegt. Die obere Grenze vom Infraschall liegt bei 16 bis 20 Hz. Im Gegensatz dazu ist der Ultraschall oberhalb unseres Hörvermögens ab 20kHz.

Wo entsteht Infraschall?

Infraschall ist allgegenwärtig. Es gibt viele natürliche Quellen dafür:

• Vulkanausbrüche
• Meeresrauschen
• Gewitter
• Wind
• Wasserfälle
• Schwankungen des Luftdrucks

Aber auch wir Menschen erzeugen Infraschall

• Lärm durch Verkehr (Strassenlärm odr Flugverkehr)
• Aber auch im Auto entstehen während der Fahrt erhebliche Pegel an Ultraschall
• kein Scherz: Trampolinspringen, Öffnen von Türen
• aber auch Windräder, die Gegenstand teils heftiger Diskussionen sind

Wie kann Infraschall gemessen werden?

Infraschall kann durch Mikrofone, Mikrobarometer, Drucksensoren gemessen werden. Die Mikrobarometer gehören zu den empfindlichsten Geräten und werden im professionellen Bereich eingesetzt. Sie dienen zum Beispiel der weltweiten Überwachung von möglichen Atomexplosionen.

Welche Eigenschaften hat Infraschall?

Infraschall hat zunächst keine speziellen physikalischen Eigenschaften. Die Besonderheit zieht sich nur auf die geringe Frequenz und auf unsere Wahrnehmung.

• Infraschall kann durch das menschliche Gehör nicht geortet werden. Bei frequnzen oberhalb von 16-20Hz ist der Schall gefühlt „überall“
• Typische Dämmstoffe sind nahezu wirkungslos.
• Massive Baumaterialen schirmen jedoch gut ab. In Kirchen ist der Verkehrslärm durch die dicken Mauern kaum hörbar.
• Fenster sind hingegen für Frequenzen unterhalb von 100Hz nahezu durchlässig
• In Räumen bilden sich häufig Resonanzen
• Im Freien haben tiefe Frequenzen eine enorme Reichweite.
• Je tiefer die Frequenz, desto schwieriger ist die Bekämpfung durch passive Maßnahmen.
• Durch die lange Wellenlänge, „kriecht“ der Schall um jede Ecke (Beugungseffekte)

Wie weit reicht Infraschall in der Atmosphäre?

Grundsätzlich gilt: je tiefer die Frequenz des Schalls, desto größer ist die Reichweite in der Atmosphäre. Die Druckwelle der Zar-Wasserstoffbombe umrundete mehrfach die Erde.

• Im Allgemeinen hat Infraschall weniger Wechselwirkung mit der Atmosphäre: Aufgrund der Absorptionsmechanik (Kollisionen zwischen Luftmolekülen) erfährt Infraschall im Vergleich zu höheren Frequenzen eine geringere Dämpfung. Bei diesen niedrigen Frequenzen schwingen die Luftmoleküle langsamer und kollidieren seltener, was zu einem geringeren Energieverlust führt.
• Resonanzeffekte: Allerdings kann Infraschall innerhalb der Atmosphäre Resonanzphänomenen unterliegen. Bestimmte atmosphärische Schichten können wie Wellenleiter wirken und bestimmte Infraschallfrequenzen über große Entfernungen einfangen und sogar verstärken.
• Ausbreitung über große Entfernungen: Aufgrund der geringeren Dämpfung kann Infraschall von seiner Quelle aus große Entfernungen, manchmal Tausende von Kilometern, zurücklegen. Aus diesem Grund kann Infraschall von Naturphänomenen wie Erdbeben oder Vulkanausbrüchen auch an weit entfernten Orten nachweisbar sein.
• Herausforderungen bei der Modellierung: Während die Standardabsorptionsgleichungen wie in der ISO 9613 grundsätzlich auf Infraschall angewendet werden können, kann ihre Genauigkeit bei diesen extrem niedrigen Frequenzen eingeschränkt sein. Zusätzliche Faktoren wie Bodenimpedanz und atmosphärische Turbulenzen spielen eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung von Infraschall und machen die Modellierung komplexer.
• Obwohl Infraschall im Vergleich zu höheren Frequenzen eine geringere Absorption erfährt, sind seine Ausbreitungseigenschaften komplexer und beinhalten zusätzliche Faktoren, die über einfache molekulare Kollisionen hinausgehen.

Militärische Anwendungen

Infraschall hat aufgrund seiner Ausbreitungsfähigkeit über große Entfernungen potenzielle militärische Anwendungen. Allerdings sind die ethischen Implikationen und internationalen Vorschriften im Zusammenhang mit einer solchen Verwendung erheblich.

Ist Infraschall gefährlich?

Ja, Infraschall ist bei ausreichend hohem Pegel sogar tödlich. Denken Sie an die Druckwelle einer Explosion. Obwohl Infraschall für Menschen im Allgemeinen nicht hörbar ist, kann er bei ausreichend hoher Intensität dennoch physiologische Auswirkungen haben. Zu diesen Auswirkungen können Übelkeit, Schwindel und Unwohlsein gehören.

Dikussion im Bereich der Windenergie

Durch den Ausbau der Windräder ist Infraschall ein häufiges Thema.

• Ja, Windräder erzeugen Infraschall im Bereich 0.5Hz bis 20Hz
• Der erzeugte Infraschall ist messbar, sowohl qualitativ als auch quantitativ

Wie kann man den Infraschallpegel eines Windrades messen?

Sie benötigen hierfür spezielle Messgeräte. Normale Schallpegelmesser sind hierfür ungeeignet, da diese meist nur ab 20Hz messen können. Mit speziellen Messgeräten können auch Frequenzen unterhalb 1 Hz verlässlich gemessen werden. Gerade bei Windrädern muss man die Windgeschwindigkeit beachten.

• Der erzeugte Infraschall hängt von der Windgeschwindigkeit ab, da die Drehzahl des Windrads sich ändert.
• Wind erzeugt aber auch Turbulenzen am Mikrofon. Diese Strömungsgeräusche führen zu einer erheblichen Verfälschung einer Messung.

Wie bieten geeignete Messgeräte an, führen selbst Messungen vor Ort durch oder vermieten auch Ausrüstung an Sachkundige.

Infraschall ist Teil unserer natürlichen Umgebung. Es gibt bisher keine Hinweise, dass Infraschall, der in der Größenordnung der natürlichen Hintergrund-Pegels liegt, zu irgendwelchen Schäden führt. Infraschall entsteht durch banale Dinge im Alltag. Das Öffnen eines Kühlschranks erzeugt um Größenordnungen mehr Infraschall als ein Windrad in 300m Entfernung.