Seberapa keras 140 dB?

Seperti apa suara 140 dB di dunia nyata?

Level 140 dB bukanlah sesuatu yang Anda temui dalam kehidupan sehari-hari. Anda tidak dapat mendengarkannya dengan nyaman atau beradaptasi dengannya melalui paparan berulang. Level ini berada di puncak pita Berbahaya, yang mencakup semua suara pada 100 dB ke atas pada tabel desibel kami. Dua sumber utama di dunia nyata untuk level ini adalah peralatan penerbangan dan senjata api.

Ketika mesin jet komersial atau militer berjalan dengan daya penuh saat lepas landas, tingkat suara di dekat pesawat mencapai 140 dB. Kru darat, teknisi jalur penerbangan, dan pekerja dek kapal induk berdiri di dekat mesin-mesin ini. Tanpa peralatan khusus, deru gas buang menghasilkan tekanan akustik yang luar biasa besar. Udara bergetar dengan keras, menciptakan sensasi yang dapat Anda rasakan di dada, tengkorak, dan tenggorokan.

Senjata api menghasilkan jenis peristiwa akustik berbeda yang dikenal sebagai kebisingan impuls. Kebisingan impuls adalah ledakan energi akustik singkat yang berlangsung kurang dari satu detik. Saat Anda menembakkan pistol, senapan, atau senapan gentel, gas bertekanan tinggi yang mengembang dan keluar dari laras menciptakan gelombang kejut. Pada jarak dekat, ledakan ini dengan mudah mencapai 140 dB atau lebih. Menembakkan senjata di lapangan tembak dalam ruangan memusatkan energi akustik ini lebih jauh lagi. Ledakan tersebut memantul dari dinding beton, lantai, dan bilik sasaran yang keras alih-alih menyebar ke ruang terbuka.

Mengapa NIOSH dan OSHA memperlakukan puncak 140 dB sebagai batas maksimal

Badan keselamatan kerja menerapkan batas hukum dan kesehatan yang ketat untuk paparan akustik ekstrem. National Institute for Occupational Safety and Health, yang dikenal sebagai NIOSH, menyediakan batas paparan berbasis penelitian untuk mencegah kehilangan pendengaran akibat kerja. Occupational Safety and Health Administration, yang dikenal sebagai OSHA, menegakkan peraturan keselamatan kerja di Amerika Serikat.

Untuk suara kontinu, NIOSH menetapkan batas paparan yang direkomendasikan sebesar 85 dBA untuk hari kerja 8 jam. NIOSH menggunakan tingkat pertukaran 3 dB. Ini berarti setiap peningkatan 3 dB menggandakan energi akustik dan memotong durasi paparan yang aman menjadi setengahnya. Berdasarkan tingkat pertukaran ini, 88 dBA aman selama 4 jam, 91 dBA selama 2 jam, 94 dBA selama 1 jam, 97 dBA selama 30 menit, 100 dBA selama 15 menit, 103 dBA selama sekitar 7,5 menit, 106 dBA selama sekitar 4 menit, 109 dBA selama sekitar 2 menit, dan 112 dBA selama sekitar 1 menit. Mengikuti progresi matematis ini ke atas, durasi paparan yang aman untuk 140 dB turun menjadi sekitar 0 detik per hari.

Karena waktu paparan yang aman mencapai nol, baik NIOSH maupun OSHA memperlakukan puncak 140 dB sebagai batas mutlak. Telinga yang tidak terlindungi sama sekali tidak boleh terpapar kebisingan impuls yang mencapai atau melebihi tekanan suara puncak 140 dB. OSHA mewajibkan pemberi kerja untuk menerapkan program konservasi pendengaran pada tingkat tindakan 85 dBA, dengan batas hukum 90 dBA selama 8 jam menggunakan tingkat pertukaran 5 dB. Namun, untuk ledakan impuls, aturannya bersifat mutlak. Tidak ada pekerja yang boleh terpapar impuls tanpa redaman di atas puncak 140 dB. Centers for Disease Control and Prevention, yang dikenal sebagai CDC, menyatakan bahwa kehilangan pendengaran kecil kemungkinannya terjadi pada atau di bawah 70 dBA bahkan dalam jangka panjang, tetapi paparan yang lama atau berulang pada atau di atas 85 dBA menyebabkan kerusakan. Pada 140 dB, kerusakan itu terjadi seketika.

Nyeri fisik dan trauma akustik akut

Pendengaran manusia tidak merasakan 140 dB sekadar sebagai suara keras. Tingkat ini dirasakan sebagai trauma fisik yang parah. Bagi kebanyakan orang, ambang nyeri fisik terjadi antara 120 dB dan 130 dB. Suara pada 140 dB jauh lebih intens daripada ambang nyeri. Paparan menyebabkan nyeri tajam seperti ditusuk di dalam saluran telinga, refleks terkejut yang tidak disengaja, dan disorientasi yang parah.

Di dalam telinga bagian dalam terdapat koklea, organ berisi cairan yang dilapisi ribuan sel rambut sensorik halus yang disebut stereosilia. Sel-sel rambut ini mengubah getaran cairan menjadi sinyal listrik yang dikirim ke otak. Ketika gelombang suara 140 dB menghantam telinga, gaya mekanisnya sangat besar. Gelombang tekanan dapat meregangkan, merobek, atau mematahkan stereosilia seketika. Gelombang ini juga dapat merobek membran timpani, yang umumnya dikenal sebagai gendang telinga.

Dua tanda peringatan langsung menunjukkan bahwa trauma akustik telah terjadi. Yang pertama adalah tinnitus, yaitu suara berdenging, berdengung, atau mendesis yang terus-menerus di telinga. Yang kedua adalah pergeseran ambang dengar sementara, ketika pendengaran Anda terasa teredam, seolah-olah telinga Anda tersumbat kapas tebal. Meskipun sebagian kepekaan pendengaran dapat kembali setelah beberapa hari, kerusakan sel pada 140 dB sering kali bersifat permanen. Satu tembakan senjata api tanpa pelindung telinga dapat menghancurkan sel rambut yang tidak akan pernah beregenerasi.

Tanda peringatan praktis lainnya di lingkungan yang bising adalah ketegangan vokal. Jika Anda harus berteriak sekuat tenaga agar didengar oleh seseorang yang berdiri sejauh rentangan tangan, tingkat kebisingan sekitar sudah berada di kisaran 85 dBA atau lebih tinggi. Pada 140 dB, percakapan manusia normal sepenuhnya tenggelam, dan komunikasi verbal menjadi tidak mungkin.

Fisika 140 dB: energi, pembobotan, dan jarak

Desibel adalah satuan logaritmik, bukan satuan linear. Ini berarti setiap langkah naik pada skala mewakili efek penggandaan, bukan penambahan sederhana. Kenaikan +10 dB berarti suara terdengar sekitar dua kali lebih keras bagi pendengaran manusia dan mengandung energi akustik sepuluh kali lipat. Kenaikan +3 dB menggandakan energi akustik. Jika Anda memiliki dua sumber suara yang sama yang beroperasi bersamaan, tingkat suara total meningkat sekitar 3 dB.

Untuk memahami besarnya energi pada 140 dB, bandingkan dengan level yang lebih rendah pada tabel kami:

• Suara pada 140 dB membawa energi sepuluh kali lipat dari 130 dB dan terdengar dua kali lebih keras.
• Suara pada 140 dB membawa energi seratus kali lipat dari 120 dB.
• Suara pada 140 dB membawa energi sepuluh juta kali lipat dari tingkat aman acuan CDC sebesar 70 dBA.

Saat mengevaluasi kebisingan berintensitas tinggi, para insinyur akustik memperhatikan pembobotan frekuensi. Skala pembobotan A standar, yang ditulis sebagai dBA, menyesuaikan pembacaan tingkat suara agar sesuai dengan cara telinga manusia mendengar, dengan mengurangi dampak frekuensi yang sangat rendah dan sangat tinggi. Skala pembobotan C, ditulis sebagai dBC, hampir datar di seluruh frekuensi yang dapat didengar dan memperhitungkan energi bas frekuensi rendah. Untuk mesin jet, deru frekuensi rendah membawa gaya mekanis yang sangat besar. Meskipun alat ukur mungkin mencatat angka yang lebih rendah dalam dBA, pengukuran dBC menangkap tekanan bass gas buang yang sebenarnya dan sangat kuat.

Jarak memainkan peran besar dalam penurunan tekanan suara di luar ruangan. Dalam kondisi luar ruangan yang jauh dari dinding pemantul, menggandakan jarak dari sumber titik kecil mengurangi tingkat suara sekitar 6 dB. Di dalam ruangan, pantulan dari dinding dan langit-langit mengurangi penurunan ini, sehingga energi tetap terperangkap di dalam ruangan.

Seperti yang ditunjukkan tabel, menjauh dari sumber membantu mengurangi tekanan suara. Namun, bahkan pada jarak 16 meter, ledakan 140 dB tanpa redaman tetap berada jauh di dalam pita Berbahaya.

Mengapa ponsel cerdas tidak dapat mengukur 140 dB

Banyak orang mencoba mengukur lingkungan yang bising menggunakan aplikasi seluler. Meskipun Anda dapat memeriksa suara sehari-hari menggunakan pengukur suara peramban gratis kami atau meninjau tren di Pengukur Kebisingan, ponsel cerdas konsumen tidak dapat mengukur 140 dB.

Mikrofon ponsel cerdas dirancang untuk menangkap ucapan manusia. Perangkat ini memiliki tingkat kebisingan internal antara 25 dan 35 dB, yang berarti perangkat ini tidak dapat mendeteksi suara yang lebih pelan daripada kisaran tersebut. Lebih penting lagi, perangkat keras ponsel memiliki batas atas antara 95 dan 110 dB. Ketika suatu peristiwa akustik melebihi 110 dB, diafragma mikrofon fisik dan konverter analog-ke-digital mengalami kelebihan beban. Kelebihan beban ini menyebabkan pemotongan sinyal yang parah. Ponsel hanya merekam bentuk gelombang dengan puncak datar dan menampilkan angka yang tidak akurat, sering kali berhenti pada angka antara 95 dB dan 105 dB.

Pengujian oleh NIOSH menunjukkan bahwa aplikasi ponsel cerdas terbaik di iPhone Apple dapat mengukur dengan selisih sekitar 2 dBA dari meteran referensi terkalibrasi dalam rentang 65 hingga 95 dBA. Banyak ponsel Android menunjukkan angka yang lebih rendah begitu tingkat suara naik di atas 90 dB karena kontrol penguatan otomatis internal. Mengukur tingkat suara kontinu ekuivalen, yang dikenal sebagai Leq, selama periode 30 hingga 60 detik memberikan pembacaan yang jauh lebih stabil daripada satu puncak sesaat. Namun, tidak ada aplikasi ponsel cerdas yang dapat mengukur ledakan 140 dB. Menilai kebisingan impuls dari senjata api atau mesin jet memerlukan pengukur tingkat suara industri Tipe 1 atau Kelas 1 yang terkalibrasi dan dilengkapi mikrofon tekanan tinggi khusus.

Strategi perlindungan: mengapa perlindungan ganda bersifat wajib

Karena 140 dB adalah batas keselamatan mutlak, pendekatan perlindungan pendengaran standar tidaklah cukup. Pekerja di bidang penerbangan angkatan laut, pemeliharaan darat bandara, dan olahraga menembak mengandalkan perlindungan ganda. Perlindungan ganda berarti mengenakan penyumbat telinga yang terpasang pas di dalam saluran telinga, ditambah penutup telinga tugas berat di bagian luar telinga.

Penyumbat telinga yang terpasang pas sering kali mengurangi tingkat suara sebesar 15 hingga 30 dB bila dipasang dengan benar. Namun, perlindungan dalam kondisi nyata biasanya lebih rendah daripada yang tercantum pada label produsen. Jika penyumbat telinga terpasang longgar atau bergeser saat bergerak, redaman aktual turun secara signifikan. Bahkan jika penyumbat telinga mencapai pengurangan penuh 30 dB, paparan sumber 140 dB dengan penyumbat tersebut tetap menyalurkan 110 dB langsung ke gendang telinga. Menurut batas NIOSH, 110 dB menjadi berbahaya dalam waktu kurang dari dua menit. Satu tembakan senjata api pada 140 dB tetap akan melampaui batas aman.

Menambahkan penutup telinga di atas penyumbat telinga memberikan isolasi akustik tambahan. Meskipun Anda tidak bisa begitu saja menjumlahkan kedua peringkat tersebut, menggabungkannya memberikan perlindungan ekstra yang menurunkan tingkat suara di gendang telinga menuju batas yang lebih aman. Bagi siapa pun yang bekerja di dekat mesin jet yang menyala atau mengikuti kegiatan menembak sasaran, perlindungan ganda merupakan persyaratan keselamatan yang esensial. Pastikan kedua jenis pelindung terpasang dengan aman sebelum memasuki area tersebut, dan jangan pernah melepasnya hingga mesin dimatikan atau semua senjata api dinyatakan aman.