130 dB to như thế nào?

Cảm giác khi nghe âm thanh 130 dB như thế nào và mức âm thanh này xuất hiện ở đâu?

Âm thanh ở mức 130 dB không chỉ lớn đến mức gây khó chịu mà còn gây đau đớn về thể xác. Ngưỡng đau của con người nằm trong khoảng từ 120 dB đến 130 dB. Khi âm thanh đạt đến cường độ này, các sóng áp suất âm thanh gây áp lực vật lý lên những mô mỏng manh ở tai trong và màng nhĩ. Bạn sẽ cảm thấy áp lực nhói bên trong ống tai, tiếp theo là cảm giác đau thực sự và phản xạ tự nhiên là quay đầu lại hoặc lấy tay che tai.

Bạn thường gặp mức 130 dB trong các môi trường công nghiệp nặng và các môn đua xe tốc độ cao. Một chiếc búa khoan phá bê tông hạng nặng dùng trong xây dựng, khi hoạt động ở khoảng cách một sải tay, tạo ra năng lượng âm thanh liên tục khoảng 130 dB. Các vị trí bên lề đường đua tại một giải đua xe stock car chuyên nghiệp hoặc đường đua dragster thường xuyên đạt 130 dB khi xe tăng tốc lao qua ở mức ga tối đa. Công nhân bảo dưỡng máy bay ở gần động cơ phản lực đang chạy hoặc công nhân đứng cạnh các dụng cụ tạo hình kim loại bằng khí nén không có bộ giảm thanh cũng phải đối mặt với mức âm thanh trong khoảng này.

Ở mức 130 dB, việc giao tiếp bằng giọng nói bình thường là hoàn toàn bất khả thi. Ngay cả khi bạn hét trực tiếp vào ống tai của ai đó từ khoảng cách 2,5 cm, giọng nói của bạn cũng không thể át được cường độ âm thanh của môi trường xung quanh. Nếu bạn cần phải hét để người khác nghe thấy ở khoảng cách một sải tay, mức âm thanh xung quanh đã vượt quá 85 dBA. Ở mức 130 dB, năng lượng âm thanh quá lớn sẽ lấn át hoàn toàn mọi lời nói.

Thời gian tiếp xúc an toàn và mối nguy hại đối với thính giác con người

Âm thanh ở mức 130 dB nằm hẳn trong dải Nguy hiểm, bao gồm tất cả âm thanh từ 100 dB trở lên. Theo Viện Quốc gia về An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (NIOSH), thời gian tiếp xúc an toàn không có thiết bị bảo vệ ở mức 85 dBA được giới hạn ở 8 giờ mỗi ngày. NIOSH sử dụng tỷ lệ trao đổi 3 dB, nghĩa là cứ tăng 3 dB thì thời gian tiếp xúc cho phép sẽ giảm đi một nửa.

Theo công thức này, 88 dBA cho phép tiếp xúc trong 4 giờ, 91 dBA trong 2 giờ và 94 dBA trong 1 giờ. Tiếp tục tăng dần trên thang đo, 97 dBA cho phép 30 phút, 100 dBA cho phép 15 phút, 103 dBA cho phép khoảng 7,5 phút, 106 dBA cho phép khoảng 4 phút, 109 dBA cho phép khoảng 2 phút và 112 dBA cho phép khoảng 1 phút. Theo phép tính này, thời gian tiếp xúc an toàn không có thiết bị bảo vệ ở mức 130 dB là khoảng 1 giây mỗi ngày.

Các quy định an toàn nơi làm việc do Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA) thực thi đặt ra giới hạn tiếp xúc cho phép theo luật là 90 dBA trong 8 giờ với tỷ lệ trao đổi 5 dB, cùng với mức hành động 85 dBA, tại đó chủ lao động phải cung cấp thiết bị bảo vệ thính giác và thực hiện giám sát. Tuy nhiên, cả NIOSH và OSHA đều nêu rõ tiếng ồn xung kích không bao giờ được vượt quá đỉnh 140 dB. Ở mức tiếng ồn liên tục 130 dB, bạn chỉ thấp hơn 10 dB so với ngưỡng tuyệt đối gây tổn thương do tiếng ồn xung kích.

Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) lưu ý rằng tổn thương thính giác khó xảy ra khi tiếp xúc với âm thanh từ 70 dBA trở xuống, ngay cả trong thời gian dài. Ngược lại, việc tiếp xúc lâu hoặc lặp đi lặp lại ở mức 85 dBA trở lên có thể gây tổn thương thính giác vĩnh viễn. Ở mức 130 dB, tổn thương không cần thời gian tiếp xúc dài. Chỉ vài giây không có thiết bị bảo vệ thính giác chất lượng cao cũng có thể phá hủy các tế bào lông cảm giác trong ốc tai. Các dấu hiệu cảnh báo tức thời của chấn thương âm thanh bao gồm tiếng ù trong tai, còn gọi là chứng ù tai, và tình trạng nghe như bị bịt kín kéo dài lâu sau khi rời khỏi khu vực đó.

Tại sao micrô điện thoại thông minh không thể đo được 130 dB

Nhiều người cố gắng kiểm tra mức độ ồn của môi trường bằng các ứng dụng di động hoặc máy đo âm thanh trên trình duyệt của chúng tôi ở trang chủ. Micrô điện thoại thông minh hoạt động tốt với giọng nói hàng ngày, âm thanh trong phòng và tiếng ồn đường phố ở mức vừa phải. Trong các thử nghiệm do NIOSH thực hiện, những ứng dụng điện thoại thông minh tốt nhất trên iPhone cho kết quả đo chênh khoảng 2 dBA so với máy đo đã hiệu chuẩn ở các mức âm thanh từ 65 đến 95 dBA. Nhiều điện thoại Android cho kết quả thấp hơn thực tế khi mức âm thanh vượt quá 90 dB.

Tuy nhiên, micrô điện thoại có những giới hạn thiết kế vật lý. Micrô điện thoại di động thông thường có ngưỡng nhiễu nền trong khoảng từ 25 đến 35 dB và ngưỡng tối đa trong khoảng từ 95 đến 110 dB. Sóng âm là những biến thiên vật lý của áp suất không khí. Khi áp suất âm thanh đạt 130 dB, nó hoàn toàn làm quá tải màng rung của hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) nhỏ bên trong điện thoại di động.

Giới hạn này gây ra hiện tượng xén âm nghiêm trọng. Màng rung đạt đến biên độ dao động tối đa về mặt vật lý, còn bộ tiền khuếch đại bên trong làm xén tín hiệu thành dạng sóng vuông bị méo. Kết quả là, một chiếc điện thoại thông minh đặt cạnh búa khoan phá bê tông tạo ra âm thanh 130 dB thường sẽ cho kết quả đo trong khoảng từ 95 dB đến 110 dB, báo sai rằng môi trường yên tĩnh hơn nhiều so với thực tế. Để theo dõi mức tiếng ồn liên tục theo thời gian, các công cụ như Máy đo tiếng ồn cung cấp mức âm thanh liên tục tương đương (Leq), tính trung bình năng lượng trong khoảng thời gian từ 30 đến 60 giây để tránh phụ thuộc vào một số đo không ổn định. Nhưng đối với môi trường thực sự có mức âm thanh 130 dB, chỉ máy đo mức âm thanh Loại 1 hoặc Loại 2 đã hiệu chuẩn, có micrô chịu áp suất cao, mới có thể ghi lại dữ liệu chính xác.

Vật lý âm học của 130 dB so với các mức khác

Decibel sử dụng thang đo logarit thay vì thang đo tuyến tính. Hiểu được thang đo này sẽ làm rõ vì sao 130 dB có sức tàn phá lớn đến vậy so với các mức âm thanh thấp hơn mà bạn có thể xem trên biểu đồ decibel.

Trên thang đo decibel, tăng thêm 10 dB tương ứng với độ lớn cảm nhận được tăng gần gấp đôi và năng lượng âm thanh vật lý tăng gấp mười lần. Tăng thêm 3 dB làm tăng gấp đôi năng lượng âm thanh vật lý, còn khi kết hợp hai nguồn âm thanh giống hệt nhau, mức âm thanh tăng thêm khoảng 3 dB. Điều này có nghĩa là 130 dB mang năng lượng gấp mười lần mức 120 dB, gấp một trăm lần mức 110 dB và gấp một nghìn lần mức 100 dB. So với giới hạn nghề nghiệp cơ bản là 85 dBA, 130 dB mang năng lượng âm thanh lớn gấp hơn ba mươi nghìn lần.

Trọng số tần số cũng đóng vai trò quan trọng ở mức này. Máy đo mức âm thanh sử dụng các đường cong trọng số khác nhau để phân tích âm thanh:

• Trọng số dBA: Lọc các tần số để phù hợp với độ nhạy thính giác của con người, loại bỏ các âm trầm và âm bổng cực thấp hoặc cực cao mà tai chúng ta kém nhạy hơn khi nghe ở mức âm lượng thấp.
• Trọng số dBC: Cho đáp tuyến gần như phẳng, ghi nhận cả năng lượng âm trầm mạnh ở tần số thấp.

Trong các môi trường như đường đua stock car hoặc công trường xây dựng lớn, tiếng ầm ầm tần số thấp chiếm ưu thế. Búa khoan phá bê tông hoặc động cơ xe đua tạo ra năng lượng âm thanh khổng lồ dưới 250 Hz. Trong những môi trường này, số đo dBC thường cao hơn số đo dBA. Vì rung động tần số thấp cường độ cao vẫn gây áp lực lên tai và các cấu trúc xương xung quanh, số đo dBC giúp các nhà quản lý an toàn công nghiệp đánh giá rõ hơn tổng công suất cơ học.

Thiết bị bảo vệ thính giác trong ngành xây dựng và đua xe

Để làm việc trong môi trường 130 dB mà không bị tổn thương tai trong vĩnh viễn, cần có thiết bị bảo vệ thính giác chuyên dụng. Chỉ dùng nút tai thông thường bán lẻ là không đủ nếu phải làm việc trong thời gian dài gần nguồn âm thanh 130 dB.

Nút tai bằng mút xốp vừa vặn thường giảm được 15 đến 30 dB tiếng ồn khi được nhét đúng cách vào ống tai. Tuy nhiên, mức bảo vệ trong thực tế thường thấp hơn thông số ghi trên hộp do chọn sai kích cỡ, nhét không chặt hoặc nút tai bị xê dịch khi làm việc. Nếu bạn dùng nút tai chỉ giảm được 20 dB trong thực tế tại đường đua có mức âm thanh 130 dB, âm thanh đến màng nhĩ vẫn ở mức 110 dB. Ở mức 110 dB, thời gian tiếp xúc an toàn theo hướng dẫn của NIOSH là dưới hai phút.

Vì lý do này, cả công nhân xây dựng vận hành thiết bị hạng nặng để phá mặt đường và đội ngũ kỹ thuật đường đua đều sử dụng biện pháp bảo vệ kép. Bảo vệ kép nghĩa là đeo nút tai bằng mút xốp chất lượng cao, nhét sâu vào tai, bên dưới chụp tai chống ồn công nghiệp có vỏ cứng. Kết hợp nút tai và chụp tai giúp tăng thêm khoảng 5 đến 10 dB khả năng giảm âm so với thiết bị đơn lẻ có chỉ số cao nhất, đưa tổng mức giảm tiếng ồn vào khoảng 25 đến 35 dB. Cách này giúp giảm âm thanh 130 dB xuống gần mức 95 đến 100 dB, nhưng thời gian làm việc an toàn vẫn chỉ trong khoảng từ 15 phút đến một giờ theo khuyến nghị của NIOSH.

Khoảng cách thay đổi mức độ tiếp xúc với âm thanh 130 dB như thế nào

Một trong những cách hiệu quả nhất để giảm rủi ro khi ở gần các nguồn âm thanh có mức decibel cao là tăng khoảng cách. Âm thanh lan tỏa ra ngoài từ nguồn, phân tán năng lượng trên một diện tích lớn hơn.

Trong không gian ngoài trời thoáng đãng, không có tường phản xạ, việc tăng gấp đôi khoảng cách với một nguồn âm thanh nhỏ sẽ làm giảm mức âm thanh khoảng 6 dB. Trong nhà hoặc trên những con phố hẹp, âm thanh phản xạ từ các bức tường cứng khiến mức giảm này nhỏ hơn, nhưng ở ngoài trời thì phép tính khá nhất quán:

Lùi lại chỉ từ 15 đến 30 mét khỏi một chiếc búa khoan phá bê tông không có bộ giảm thanh hoặc khỏi hàng rào đường đua sẽ làm giảm mức âm thanh từ ngưỡng gây đau xuống gần 100 dB. Mặc dù 100 dB vẫn nguy hiểm nếu không có thiết bị bảo vệ thính giác, việc di chuyển ra xa giúp bạn có thêm thời gian an toàn quý báu và tránh để tai chịu tác động âm thanh đột ngột. Nếu bạn phải đứng cách máy móc tạo ra âm thanh 130 dB trong phạm vi một sải tay, bắt buộc phải sử dụng thiết bị bảo vệ thính giác kép.