Hvor høyt er 140 dB?

Hvordan høres 140 dB ut i virkeligheten?

Et nivå på 140 dB er ikke noe du møter i vanlig dagligliv. Du kan ikke lytte til det på en behagelig måte eller tilpasse deg det gjennom gjentatt eksponering. Det ligger på toppen av det farlige båndet, som omfatter all lyd på 100 dB og oppover på vår desibeltabell. De to viktigste kildene til dette nivået i virkeligheten er luftfartsutstyr og skytevåpen.

Når en sivil eller militær jetmotor går på full gass under avgang, når lydnivået nær flyet 140 dB. Bakkecrew, teknikere på flystripen og arbeidere på hangarskipdekk står i umiddelbar nærhet av disse motorene. Uten spesialutstyr skaper brølet fra eksosen et overveldende lydtrykk. Luften vibrerer voldsomt, noe som skaper en følelse du kjenner i brystet, hodeskallen og halsen.

Skytevåpen produserer en annen type lydhendelse, kjent som impulsstøy. Impulsstøy er et kort utbrudd av lydenergi som varer i mindre enn et sekund. Når du avfyrer en pistol, rifle eller hagle, skaper den ekspanderende høytrykksgassen som kommer ut av munningen en sjokkbølge. På nært hold når dette smellet lett 140 dB eller mer. Å avfyre et våpen på en innendørs skytebane konsentrerer lydenergien ytterligere. Smellet reflekteres fra harde betongvegger, gulv og skytebanens båser i stedet for å spre seg ut i åpent rom.

Hvorfor NIOSH og OSHA behandler 140 dB toppnivå som en absolutt grense

Arbeidstilsyn og sikkerhetsorganer vurderer ekstrem lydeksponering ut fra strenge juridiske grenser og helsegrenser. National Institute for Occupational Safety and Health, kjent som NIOSH, fastsetter forskningsbaserte eksponeringsgrenser for å forebygge yrkesbetinget hørselstap. Occupational Safety and Health Administration, kjent som OSHA, håndhever lovpålagte regler for arbeidsmiljø og sikkerhet i USA.

For kontinuerlig lyd setter NIOSH en anbefalt eksponeringsgrense på 85 dBA for en 8-timers arbeidsdag. NIOSH bruker en vekslingsrate på 3 dB. Dette betyr at hver økning på 3 dB fordobler lydenergien og halverer den trygge eksponeringstiden. Med denne vekslingsraten er 88 dBA trygt i 4 timer, 91 dBA i 2 timer, 94 dBA i 1 time, 97 dBA i 30 minutter, 100 dBA i 15 minutter, 103 dBA i ca. 7,5 minutter, 106 dBA i ca. 4 minutter, 109 dBA i ca. 2 minutter og 112 dBA i ca. 1 minutt. Følger man denne matematiske progresjonen oppover, synker den trygge eksponeringstiden for 140 dB til omtrent 0 sekunder per dag.

Fordi den trygge eksponeringstiden når null, behandler både NIOSH og OSHA 140 dB toppnivå som en absolutt grense. Ubeskyttede ører må aldri utsettes for impulsstøy som når eller overstiger et topp lydtrykk på 140 dB. OSHA krever at arbeidsgivere iverksetter hørselsvernprogrammer ved en tiltaksverdi på 85 dBA, med en lovlig grense på 90 dBA i 8 timer ved bruk av en vekslingsrate på 5 dB. For impulsstøy er imidlertid regelen absolutt. Ingen arbeidstaker kan utsettes for en udempet impuls over 140 dB toppnivå. Centers for Disease Control and Prevention, kjent som CDC, opplyser at hørselstap er usannsynlig ved eller under 70 dBA selv over lange perioder, men at langvarig eller gjentatt eksponering ved eller over 85 dBA gir skade. Ved 140 dB skjer skaden umiddelbart.

Fysisk smerte og akutt lydtraume

Mennesker opplever ikke 140 dB bare som høy lyd. Det oppleves som et alvorlig fysisk traume. For de fleste ligger smerteterskelen for lyd mellom 120 dB og 130 dB. Lyd på 140 dB er betydelig kraftigere enn smerteterskelen. Eksponering gir skarp, stikkende smerte inne i øregangen, en ufrivillig skvettereaksjon og kraftig desorientering.

Inne i det indre øret sitter cochlea, et væskefylt organ med tusenvis av fine sansehårceller som kalles stereocilier. Disse hårcellene omdanner vibrasjoner i væsken til elektriske signaler som sendes til hjernen. Når en lydbølge på 140 dB treffer øret, er den mekaniske kraften ekstrem. Trykkbølgen kan umiddelbart strekke, rive eller knekke stereociliene. Den kan også sprenge trommehinnen.

To umiddelbare varselsignaler tyder på at et lydtraume har oppstått. Det første er tinnitus, en vedvarende ringing, susing eller piping i ørene. Det andre er et midlertidig terskelskifte, der hørselen føles dempet, som om ørene er fylt med tykk bomull. Selv om noe av hørselsfølsomheten kan komme tilbake i løpet av flere dager, er celleskaden ved 140 dB ofte permanent. Et enkelt skudd uten hørselsvern kan ødelegge hårceller som aldri vokser ut igjen.

Et annet praktisk varselsignal i støyende omgivelser er stemmebelastning. Hvis du må rope av full hals for å bli hørt av noen som står en armlengde unna, er lydnivået i omgivelsene allerede rundt 85 dBA eller høyere. Ved 140 dB overdøves normal tale fullstendig, og verbal kommunikasjon er umulig.

Fysikken bak 140 dB: energi, vekting og avstand

Desibel er logaritmiske enheter, ikke lineære enheter. Dette betyr at hvert trinn opp på skalaen representerer en multiplikativ effekt i stedet for en enkel addisjon. En økning på +10 dB betyr at lyden oppleves omtrent dobbelt så høy og inneholder ti ganger så mye lydenergi. En økning på +3 dB fordobler lydenergien. Hvis du har to like lydkilder som virker sammen, øker det totale lydnivået med omtrent 3 dB.

For å forstå den enorme energien i 140 dB kan du sammenligne den med lavere nivåer på tabellen vår:

• Lyd på 140 dB har ti ganger så mye energi som 130 dB og høres dobbelt så høy ut.
• Lyd på 140 dB har hundre ganger så mye energi som 120 dB.
• Lyd på 140 dB har ti millioner ganger så mye energi som CDCs trygge utgangspunkt på 70 dBA.

Når akustiske ingeniører vurderer støy med høyt lydnivå, ser de på frekvensvekting. Standard A-vekting, skrevet som dBA, justerer lydnivåmålinger slik at de samsvarer med hvordan menneskeøret hører, og reduserer virkningen av svært lave og svært høye frekvenser. C-vekting, skrevet som dBC, er nesten flat på tvers av hørbare frekvenser og inkluderer energien fra lavfrekvent bass. For jetmotorer har den lavfrekvente rumlingen en enorm mekanisk kraft. En måler kan vise et lavere tall i dBA, mens en dBC-måling fanger opp det faktiske, kraftige basslydtrykket fra eksosstrømmen.

Avstand spiller en stor rolle for hvordan lydtrykket avtar utendørs. Utendørs, uten reflekterende vegger, reduseres lydnivået med omtrent 6 dB når avstanden fra en liten punktkilde dobles. Innendørs reduserer etterklang fra vegger og tak denne reduksjonen, slik at lydenergien holdes fanget i rommet.

Som tabellen viser, bidrar det til å redusere lydtrykket å bevege seg bort fra kilden. Selv i 16 meters avstand er imidlertid et udempet smell på 140 dB godt innenfor det farlige båndet.

Hvorfor smarttelefoner ikke kan måle 140 dB

Mange forsøker å måle støyende omgivelser ved hjelp av mobilapper. Selv om du kan sjekke hverdagslyder med vår gratis nettleserbaserte lydmåler eller følge med på utviklingen i Støymåleren, kan vanlige smarttelefoner ikke måle 140 dB.

En smarttelefonmikrofon er laget for å fange opp menneskelig tale. Den har et internt støygulv på mellom 25 og 35 dB, noe som betyr at den ikke kan registrere lyder som er svakere enn dette nivået. Enda viktigere er det at maskinvaren i mobiltelefoner har en øvre grense på mellom 95 og 110 dB. Når en lydhendelse overstiger 110 dB, overbelastes mikrofonmembranen og analog-til-digital-omformeren. Denne overbelastningen fører til kraftig klipping av signalet. Telefonen registrerer ganske enkelt en avkuttet bølgeform og viser et unøyaktig tall, ofte fastlåst mellom 95 dB og 105 dB.

Tester utført av NIOSH viste at de beste smarttelefonappene på Apple iPhone kan måle innenfor ca. 2 dBA av en kalibrert referansemåler i området 65 til 95 dBA. Mange Android-telefoner viser for lave verdier når lydnivået stiger over 90 dB, på grunn av automatiske interne forsterkningskontroller. Måling av et ekvivalent kontinuerlig lydnivå, kjent som Leq, over en periode på 30 til 60 sekunder gir en langt mer stabil avlesning enn én enkelt, kortvarig topp. Ingen mobilapp kan imidlertid måle et smell på 140 dB. For å vurdere impulsstøy fra skytevåpen eller jetmotorer kreves en kalibrert industriell lydnivåmåler av Type 1 eller Class 1, utstyrt med en spesialisert høytrykksmikrofon.

Beskyttelsesstrategier: derfor er dobbel beskyttelse obligatorisk

Fordi 140 dB er en absolutt sikkerhetsgrense, er standard metoder for hørselsvern utilstrekkelige. Arbeidere innen marin luftfart, vedlikehold av flyplasser og skytesport er avhengige av dobbel beskyttelse. Dobbel beskyttelse betyr å bruke godt tilpassede ørepropper inne i øregangen kombinert med kraftige øreklokker utenpå ørene.

Godt tilpassede ørepropper reduserer ofte lydnivået med 15 til 30 dB når de settes inn riktig. Den faktiske beskyttelsen er imidlertid vanligvis svakere enn det produsentens merking antyder. Hvis en ørepropp sitter løst eller glir ut når du beveger deg, blir den faktiske dempingen betydelig svakere. Selv om en ørepropp oppnår en full reduksjon på 30 dB, vil en kilde på 140 dB likevel gi et lydnivå på 110 dB direkte ved trommehinnen. Ifølge NIOSH-grensene blir 110 dB farlig på under to minutter. Et enkelt skudd på 140 dB vil fortsatt overskride trygge grenser.

Å bruke øreklokker over øreproppene gir ekstra lydisolasjon. Du kan ikke bare legge sammen de to klassifiseringene, men kombinasjonen gir ekstra beskyttelse som reduserer lydnivået ved trommehinnen mot tryggere nivåer. For alle som arbeider i nærheten av jetmotorer som går, eller driver med sportsskyting, er dobbel beskyttelse et viktig sikkerhetskrav. Sørg for at begge typer hørselsvern sitter godt før du går inn i området, og ta dem aldri av før motorene er slått av eller alle skytevåpen er tømt.