Migratiegolven in de laatste Europese IJstijd

Een afzuigkap die na het koken uit gaat. Stratenmakers die hun trilapparaat aan de kant zetten. Een festival in een park verderop dat ten einde komt. Laagfrequent geluid is overal. Vaak vrij ongemerkt, tot het wegvalt. De plotse afwezigheid van het brommen en dreunen voelt weldadig. Een verrassend fysieke ervaring, want dit geluid is behalve te horen ook te voelen.

De diepe, lage tonen met een frequentie onder de 200 hertz gelden als laagfrequent. Dit soort geluid heeft lange golflengtes, en kan zich over grote afstanden verspreiden en door obstakels heen dringen. Vandaar dat het zo voelbaar is. Het maakt ook dat dit geluid lastiger te dempen is dan geluid in hoge frequenties.

Daar heeft de aan de TU Eindhoven verbonden start-up ATA Mute iets op gevonden: drie laagjes van kruislings over elkaar gelegde vezelachtige strengen die iets van elkaar af zijn geplaatst zodat gaatjes ontstaan. Lucht tussen de laagjes absorbeert het geluid.

Op het bureau van Mohammad Kojourimanesh, mede-oprichter en ceo van ATA Mute, liggen voorbeelden van de zogenoemde anechoic broadband compact-demper (ABC). Ze ogen verrassend simpel, als gevlochten matjes. De vergelijking met een matje komt behalve door de vorm ook door het materiaal, op dit moment werken ze veel met hennepvezels, vertelt Kojourimanesh. Zelf noemt hij het tape, omdat het geheel vrij dun is – enkele millimeters – en tamelijk flexibel, waardoor het op veel plekken aan te brengen is. Aan de binnenkant van de kast die om een warmtepomp heen zit bijvoorbeeld.

Op een standaard naast het bureau staan ook varianten van koolstofvezel, glasvezel, aluminium, koper en zelfs textiel. „De materialen zijn anders maar de werking is steeds hetzelfde”, zegt Kojourimanesh. „Het verschil zit hem vooral in de grootte van de gaatjes aan het oppervlak en de afstand tussen de laagjes. Daarmee is af te stemmen op de geluidsfrequentie die je wil dempen, want elk apparaat brengt net een ander geluid voort.”

De Wereldgezondheidsorganisatie noemt het vele laagfrequent geluid in de omgeving ‘geluidsvervuiling’, vertelt Kojourimanesh. Het kan bij mensen en dieren onder meer stress en slaapproblemen veroorzaken. „De energietransitie zorgt ervoor dat geluidsvervuiling flink toeneemt, weinig mensen zijn zich bewust van dit nadeel. Windmolens produceren laagfrequent geluid, net als de airco’s die draaien in elk kantoorgebouw en de buitenunits van warmtepompen die oprukken in menig buurtje.”

Het geluid wordt veroorzaakt door de bewegende onderdelen in zulke apparaten, zoals de compressor en de ventilator. Deze onderdelen zijn onontbeerlijk, maar bewegen leidt tot stromingsgeluid en mechanische trillingen die worden overgedragen aan de omliggende luchtdeeltjes waardoor deze ook gaan trillen en geluidsgolven worden. Het geluid kan verder versterken door resonantie, andere onderdelen die mee gaan trillen.

„Geluid is zelfs een van de belangrijkste redenen waarom mensen twijfelen over de overstap naar een warmtepomp”, zegt Kojourimanesh. „Ze vinden het zelf vervelend of willen geen last veroorzaken voor de buren die het misschien wel gaan horen als ze in de tuin zitten omdat het apparaat buiten moet staan.”

Hoewel al het laagfrequente geluid met de aanpak van ATA Mute te dempen is, richt Kojourimanesh zich nu vooral op toepassingen in de energiesector. „Een veelbelovende en zinvolle markt.” Hij werkt samen met warmtepompmakers Weheat, Zehnder en Intergas. Ook fabrikanten van andere ‘lawaai-apparaten’ hebben interesse getoond en apparaten gestuurd om de demper op te testen, vertelt hij.

Ons ontwerp is eenvoudig na te maken, dus patenten zijn heel belangrijk om ons staande te kunnen houden in de markt

In 2016 kwam Kojourimanesh uit Iran naar Nederland. Aan de Universiteit Twente deed hij onderzoek naar geluidsreductie van ventilatiesystemen. Daarna begon hij aan een promotietraject aan de TU Eindhoven om het geluid dat gepaard gaat met thermo-akoestische verbranding (in bijvoorbeeld verwarmingsketels op waterstof) te reduceren. Dit leidde tot de eerste versie van de demper – een metalen variant met ronde gaatjes – én tot het eerste patent.

„Inmiddels hebben we vier patenten”, zegt Kojourimanesh. „Ons ontwerp is eenvoudig na te maken, dus patenten zijn heel belangrijk om ons staande te kunnen houden in de markt.”

Een tekening in een van de patenten laat duidelijk zien waar het dempende effect hem in zit. Twee lagen met openingen – ronde gaatjes in het geval van de metalen demper, vierkante gaatjes in de versie van hennep- en koolstofvezel – die zo zijn geplaatst dat de gaatjes precies niet boven elkaar zitten. Ook zit tussen de lagen een beetje ruimte – hoeveel precies kan variëren. De geluidsgolven gaan een soort doolhof in, waar warmte- en wrijvingseffecten de voortplanting van geluid sterk beïnvloeden. Oftewel: de luchtweerstand absorbeert het geluid.

Zoom in

De prestaties van geluidsdempers worden uitgedrukt in een getal: de akoestische reflectiecoëfficiënt. De reflectiecoëfficiënt van de demper die Kojourimanesh voor zijn proefschrift ontwierp voor thermo-akoestische verwarmingsketels in woningen was (in labsetting) lager dan 0.1, wat betekent dat 99 procent van het geluid werd geabsorbeerd.

Op zijn laptop toont Kojourimanesh grafieken met golvende lijnen die laten zien hoe andere varianten van de demper goed scoren voor uiteenlopende geluidsfrequenties. Materialen verschillen, en de ruimte tussen de lagen ligt tussen enkele millimeters tot een centimeter. „Ook binnen productgroepen verschilt de geluidsfrequentie per apparaat”, zegt Kojourimanesh. „De ene warmtepomp produceert geluid van 80 hertz, de andere 120 en weer een andere 200. Een fabrikant kan ervoor kiezen een variant te maken die hier heel precies op inspeelt.”

De tape met hennepvezels is juist gericht op brede toepasbaarheid. Die dempt gemiddeld 50 procent van het geluid op veel laagfrequente golflengtes, zegt Kojourimanesh. „Meer dan 50 procent is mogelijk, door verschillende lagen van de tape over elkaar aan te brengen. Elke laag dempt 50 procent van het resterende geluid.”

Hij haalt een plakkaat noppenschuim uit de kast. „Dit kennen veel mensen wel als geluiddempend materiaal. Hiervan is een tien centimeter dikke laag nodig om tot vergelijkbare demping te komen als bij ons met nog geen centimeter dikte. Het is onhaalbaar om tien centimeter noppenschuim in apparaten te integreren.”

Actieve noise cancelling – de geluiddemping die onder meer in koptelefoons zit – is net als noppenschuim ongeschikt voor de toepassingen die ATA Mute voor ogen heeft. „Zo’n systeem meet omgevingsgeluid en een klein speakertje produceert tegengestelde geluidsgolven die het geluid neutraliseren”, zegt Kojourimanesh. „Het is compact, daarom past het in koptelefoons, maar het dempt vooral hoogfrequent geluid goed. Voor laagfrequent geluid zou je grote speakers nodig hebben. Bovendien vraagt het stroom, onze demper werkt passief.”

Tegen het einde van zijn promotietraject richtte Kojourimanesh ATA Mute op. Drie van zijn begeleiders werden mede-oprichters – die een adviserende rol hebben – en inmiddels heeft hij vier werknemers in dienst. Na zijn promotie was Kojourimanesh nog twee jaar als postdoc in dienst van de TU Eindhoven, waar hij zijn tijd volledig mocht inzetten voor ATA Mute. Hij huurt kantoor- en een beetje labruimte tegen gereduceerd tarief en kreeg hulp van de universiteit bij het aanvragen van patenten. In ruil is de universiteit aandeelhouder.

Spannend jaar

In het academische start-upveld maakt ATA Mute indruk. Kojourimanesh werd in 2023 geselecteerd voor het twee jaar durende NWO-programma Faculty of Impact. Hij kreeg 200.000 euro en begeleiding op het vlak van ondernemen. Afgelopen april won ATA Mute de nationale Academic Startup Competition 2025.

Het komende jaar is spannend, het wordt erop of eronder, vertelt Kojourimanesh terwijl we van zijn kantoor in start-upgebouw Alpha op de universiteitscampus naar het lab iets verderop lopen. De technologie werkt, daar heeft hij veel vertrouwen in. Nu moet de start-up een scale-up worden. Daar is focus voor nodig, besefte Kojourimanesh tijdens het impactprogramma. En dus richt ATA Mute zich vooralsnog op de energiesector en gaat het als eerste de tape van hennepvezel op grotere schaal produceren.

Een productiefaciliteit in Duitsland gaat binnenkort de eerste vierkante meters maken. Het doel is om volgend jaar 50.000 vierkante meter tape te produceren (genoeg om geluid van 25.000 warmtepompen te dempen). De prijs per vierkante meter ligt rond de 150 euro. „Een hoge prijs kan niet anders in deze eerste fase, uiteindelijk mikken we op zo’n 50 euro per vierkante meter”, zegt Kojourimanesh.

Het liefst wil hij zo snel mogelijk zelf gaan produceren, en naar 1 miljoen vierkante meter per jaar. Daarvoor is wel nodig dat een of meerdere grote bedrijven waar hij contact mee heeft gaan investeren in ATA Mute, zegt Kojourimanesh enigszins bezorgd. „Subsidies, prijzen en het impactprogramma zijn heel belangrijk geweest, maar nu er eigen faciliteiten nodig zijn worden de benodigde bedragen serieuzer.”

Kojourimanesh droomt al van verdere innovaties. „De buitenunit van een warmtepomp is voornamelijk zo groot vanwege de afmetingen van de ventilator. Een kleinere variant moet sneller draaien en produceert dan te veel lawaai. Betere geluiddemping zou er dus voor kunnen zorgen dat de buitenunit kleiner kan.”

Toepassing in de bouw

In het lab, waar veel testapparatuur staat, snort ook een 3D-printer. Erin ligt een half voltooid klein rotorblad met aan de oppervlakte ronde inkepingen. „Over die inkepingen komt onze tape. Dit kan een uitkomst zijn voor drones, ventilatoren en windturbinebladen. Windmolens zijn beperkt in hun rotatiesnelheid omdat ze anders te veel geluid produceren. Door dat geluid te dempen kunnen windmolens meer energie produceren, of dichter bij bebouwing geplaatst worden.”

Zelfs toepassing in de bouw is mogelijk, zegt Kojourimanesh. Onlangs is ATA Mute een samenwerking begonnen met betonstart-up CarbonsAI die ook aan de TU Eindhoven verbonden is. Op normaal beton weerkaatst geluid ontzettend. Woningen en werkplekken van beton staan en hangen vol met meubels, vloerkleden, gordijnen en vaak ook akoestische panelen om die galm tegen te gaan. „CarbonsAI maakt CO₂-neutraal beton, en ze gaan het nu ook poreus maken zodat het gecombineerd kan worden met onze aanpak. Een behang-achtige variant van onze demper die samenwerkt met de lucht in het poreuze beton kan 80 procent van het omgevingsgeluid absorberen. Je wil dan vast nog wel gordijnen, maar voor het geluid zijn ze niet meer nodig.”

De factor geluid is al een verkoopargument voor stofzuigers en koelkasten en het krijgt alleen maar meer waarde, daar is Kojourimanesh van overtuigd. „Zowel voor de eindgebruiker als economisch gezien is het waardevol. Op energielabels staat tegenwoordig ook informatie over geluid. Het is na energieverbruik het belangrijkste onderdeel voor mensen om een beslissing voor het ene of het andere product op te baseren. Voor fabrikanten is het van belang daar een laag getal te hebben staan. Hoe zachter het geluid, hoe hoger je kunt gaan zitten met je prijs.”

Delen

Mail de redactie