Vibroacoustic disease: Μια άγνωστη ακουστική ασθένεια

Vibroacoustic disease ή πιο σύντομα VAD είναι η ασθένεια που προκαλείται ύστερα από μακροχρόνια έκθεση σε ήχους χαμηλής συχνότητας και υψηλής έντασης. Η έκθεση αφορά υπόηχους δηλαδή ήχους με συχνότητα κάτω από 20 Ηz (δε γίνονται ανιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί) μέχρι ήχους που χαρακτηρίζονται χαμηλού ύψους και η συχνότητα τους είναι μεταξύ 20-500 Hz.


Όταν εκτιθόμαστε σε θορύβους υψηλής έντασης και χαμηλής συχνότητας, τότε το σώμα μας δέχεται ισχυρές δονήσεις ανεξάρτητα από το πόσο ακουστοί είναι.H μακροχρόνια έκθεση σε τέτοιου είδους θορύβους οδηγεί σε πολύ σοβαρά συμπτώματα ανάλογα με το βαθμό έκθεσης. Επιστημονικά η VAD προκαλεί μεγένθυνση των αιμοφόρων αγγείων με αποτέλεσμα να εμποδίζεται η φυσιολογική ροή του αίματος.Εντός των καρδιακών δομών, το περικάρδιο ή οι αορτικές βαλβίδες μεγαλώνουν και προκαλούν επιπλοκές.

Η ασθένεια έχει ανιχνευτεί σε τεχνικούς αεροσκαφών,πιλότους,σε πλήρωμα αεροπλάνου,σε μηχανικούς πλοίων,σε σερβιτόρους εστιατορίου και σε disc-jokeys.Επίσης έχει ανιχνευτεί σε πολίτες που ήταν χρόνια εκτεθιμένοι σε περιβαλλοντικούς θορύβους χαμηλών συχνοτήτων και υψυλής έντασης.Η πρώτη διάγνωση σε άνθρωπο έγινε το 1987 και μετέπειτα συνεχίστηκαν πολλές έρευνες σε πειραματόζωα.

Παρακάτω παρουσιάζονται τα στάδια της ασθένειας ανάλογα με το χρόνο έκθεσης.

• Φάση 1- Ήπια (1-4 χρόνια)
  Συμπτώματα: Ελαφριές εναλλαγές διάθεσης,δυσπεψία και καούρα,βρογχίτιδα,λοιμώξεις του στόματος/λαιμού
• Φάση 2-Μέτρια (4-10 χρόνια)
  Συμπτώματα: Πόνοι στο στήθος,εναλλαγές στη διάθεση,πόνοι στη μέση,κόπωση,ιογενείς και παρασιτικές μολύνσεις του δέρματος,μύκητες,πόνος και αίμα στα ούρα,φλεγμονή στομάχου,αλλεργίες,επιφεκύτιδα
• Φάση 3-Σοβαρή (>10 χρόνια)
  Συμπτώματα:Ψυχιατρικές,ρινικές αιμορραγίες,κιρσοί και αιμορροίδες,έλκη,κολίτιδα,μείωση οπτικής οξύτητας,πονοκέφαλοι,μυϊκοί πόνοι,πόνοι στις αρθρώσεις,νευρολογικές διαταραχές

Κατάθλιψη,αυξημένη επιθετικότητα,τάση για απομόνωση μειωμένες γνωστικές δεξιότητες είναι όλα μέρος της κλινικής εικόνας της VAD.Οι ψυχιατρικές διαταραχές είναι το πιο τραγικό σύμπτωμα της ασθένειας.Η εκδήλωση άσματος και δυσκολία στην αναπνοή σχετίζεται με την VAD (ανεξάρτητα με το αν είναι καπνιστής ή όχι) και ανακαλύφθηκε πρώτη φορά το 2003.

Οι χαμηλές συχνότητες δεν εμφανίζονται μόνο στο χώρο εργασίας.Υπάρχουν σε διάφορες δραστηριότητες και χώρους όπως σε ένα νυχτερινό club ή στο αυτοκίνητο καθώς ακούγεται μουσική από το στερεοφωνικό.

Για τη διάγνωση της VAD από τη δεκαετία του 80 έχουν χρησιμοποιηθεί ψυχομετρικά τεστ και τεστ έλεγχου επίδοσης.αιματολογικά και βιοχημικά τεστ,μαγνητική τομογραφία στον εγκέφαλο. Για διάφορους λόγους όμως η διάγνωση δε θεωρήθηκε ολοκληρωμένη και ικανοποιητική σε όλους τους τομείς και έτσι φτάσαμε στο ηχοκαρδιογράφημα (φώτο).Το ηχοκαρδιογράφημα είναι πιο ικανοποιητική μέθοδος διότι μπορεί να απεικονίσει τη πάχυνση των καρδιακών αγγείων που είναι συνέπεια της VAD.Μάλιστα η εξέλιξη του ηχοκαρδιογραφήματος τις τελευταίες δεκαετίες (το λεγόμενο echo-doppler προσδίδει καλύτερη απεικόνιση με χρήση χρωμάτων),αποτέλεσε ένα σημαντικό εφόδιο στον αγώνα της ορθής διάγνωσης.

Κλείνοντας αξίζει να αναφερθεί ότι η Vibroacoustic disease δεν έχει αναγνωριστεί επίσημα ως παθολογική οντότητα και οι έρευνες διεξάγονται από λίγους επιστήμονες μιας και δεν είναι της "μόδας" και οι χρηματοδοτήσεις είναι μηδαμινές. Σε κάθε περίπτωση η πρόληψη είναι σημαντική ακόμη και αν ο κίνδυνος από υπόηχους διχάζει.

Μεταπτυχιακά Ακουστικής και Ήχου

Ψάξαμε και βρήκαμε κάποια μεταπτυχιακά και διδακτορικά που σχετίζονται με τον ήχο στο εξωτερικό,διότι δυστυχώς στην Ελλάδα μετά και τη κατάργηση του ΠΜΣ Τέχνες και τεχνολογίες ήχου στο Ιόνιο Πανεπιστήμιο,δεν υπάρχει απολύτως τίποτα.

University of Salford, Manchester, UK
-Msc Audio Acoustics
-Msc in Environmental Acoustics
-Msc in Professional Sound and Video Technology
-PhD Acoustics

University of Southampton,UK
-Msc Sound and Vibration
-Msc Engineering Acoustics

University of Derby,UK
-Msc Applied Acoustics

Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden
-Msc Sound and Vibration

KTH, Royal Institute of Technology,Stockholm, Sweden
-Msc Sound and Vibration

University of Edinburg, UK (Scotland)
-Msc Acoustics and Music Technology

University of Limerick, Limerick, Ireland
-Msc Music Technology

Techical university of Denmark, Lyngby Denmark
-Msc in Engineering Acoustics

Leeds Metropolitan University,UK
-Msc Music Technology

Universidad Politecnica de Madrid
-PhD in Acoustics Engineering

Oι πιο δυνατοί ήχοι

Από μια συναυλία μέχρι και μια εκτόξευση διαστημόπλοιου. Οι ηχητικές στάθμες που παράγονται είναι όλες τεράστιες για να τις αντέξει το ανθρώπινο αυτί και όπως έχουμε πει ακόμη και μερικά δευτερόλεπτα είναι αρκετά για να μας προκαλέσουν αδιόρθωτα προβλήματα.

10. Live Συναυλία

Τα επίπεδα θορύβου σε μια συναυλία κυμαίνονται μεταξύ 100 και 130 db ενώ το όριο πόνου είναι 130-140 db. Δεν είναι τυχαίο πως πολλοί μουσικοί έχουν παρουσιάσει ακουστικά προβλήματα και αναγκάζονται να πέρνουν προστατευτικά μέτρα.

9. Πυροτεχνήματα

Οι εκρήξεις που παράγονται μπορούν να φτάσουν τα 150 db. Αρκεί να σκεφτούμε πόσο τυχεροί είμαστε που η έκρηξη γίνεται στον αέρα και απέχουμε σημαντική απόσταση ώστε η στάθμη να έχει μειωθεί παραπάνω από το 50%.

8. Πυροβολισμοί


H απότομη ηχητική στάθμη ενός πυροβολισμού είναι κατά μέσο όρο 145-155 db. Είναι απαραίτητο να λαμβάνεται προστασία για όσους βρίσκονται εντός ορίου.

7.Αγώνες dragster 

Κατά την εκκίνηση τους τα ειδικά αυτά αγωνιστικά οχήματα παράγουν θόρυβο της τάξης 155-160 db.

6. Εκτόξευση διαστημόπλοιου

H μεγαλύτερη στάθμη θορύβου που έχει καταγραφεί λέγεται ότι έχει ξεπεράσει τα 210 db. Συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 160-170 db και είναι συνετό να κρατείται απόσταση κοντά στο 1 χιλιόμετρο.Η ηχητική πίεση είναι τόσο μεγάλη που είναι ικανή να προκαλέσει βλάβη στο πύργο καθώς και στο διαστημόπλοιο αφού θα επιστρέψει πίσω ισχυρή ηχώ. Έτσι στη βάση του σταθμού τοποθετείται ποσότητα νερού προκειμένου να απορροφηθεί ο ήχος.Έτσι τα άσπρα αέρια που βλέπουμε να εμφανίζονται κατά την εκτόξευση είναι σε μεγάλο ποσοστό ατμός.

5. Μπλε φάλαινα


Η φάλαινα είναι ένα ζώο που το εύρος των συχνοτήτων που παράγει και ακούει διαφέρει κατά πολύ από του ανθρώπου.Η μπλε φάλαινα παράγει ήχους πολύ χαμηλής συχνότητας για το αυτί μας που δεν μπορούν να γίνουν ακουστοί.Οι ήχοι αυτοί φτάνουν τα 188 db και χρησιμεύουν στην επικοινωνία μεταξύ τους.Γίνονται αντιληπτοί σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων λόγω του μεγάλου μήκους κύματος τους και της αυξημένης ταχύτητας του ήχου στη θάλασσα.

4. Έκρηξη ηφαιστείου.

Όταν εξερράγη το ηφαιστειακό νησί Κρακατόα στην Ινδονησία η έκρηξη ήταν τόσο βίαιη που μεγάλο μέρος της κορυφής τινάχτηκε στον αέρα και το μισό νησί εξαφανίστηκε. Η έκρηξη έγινε αντιληπτή 5.000 χιλιόμετρα μακριά και η εκτιμώμενη καταγεγραμμένη στάθμη έφτασε τα 180 db.

3. ΤΝΤ βόμβα ενός τόνου 

Σε απόσταση 75 μέτρων από το σημείο της πτώσης η ένταση φτάνει τα 210 db. Σε μικρότερη απόσταση οι συνέπειες θα ήταν καταστρεπτικές για τη ζωή ενός ανθρώπου λόγω των ισχυρών δονήσεων.

2. Σεισμός 5.0 Ρίχτερ

Ένας ισχυρός σεισμός είναι ικανός να προκαλέσει ένταση της τάξης των 230 db. Όπως και με τη βόμβα αν κάποιος βρεθεί στο επίκεντρο του σεισμού και δε βρίσκεται πάνω από το έδαφος (π.χ. σε ελικόπτερο) τότε οι ισχυρές δονήσεις και ο έντονος θόρυβος μπορούν να τον σκοτώσουν προτού πέσει κάποιο αντικείμενο πάνω του.

1.Η έκρηξη στη Tunguska (Ρωσία)

Στις 30 Ιουνίου του 1908,στη μέση της Ρωσίας (Σιβηρία), μια πραγματικά τεράστια και πανίσχυρη έκρηξη συνέβη.Πιστεύεται ότι η έκρηξη προήλθε από κάποιον μετεωρίτη/κομήτη που εξερράγη πάνω 5-10 χιλιόμετρα από την επιφάνεια της Γης.Για να γίνει κατανοητό το μέγεθος της έκρηξης αρκεί να πούμε πως κατέβασε 80 εκατομμύρια δέντρα και κάλυψε περιοχή 2.600 τ.μ. Οι υπολογισμοί για τις επιπτώσεις της έκρηξης παίρνονται ως μέγεθος 100 μεγατόνων και η εκτιμώμενη ένταση ήχου προκάλεσε ξεπέρασε τα 300 db.Η έκρηξη παραμένει ακόμη και τώρα μυστήριο γεγονός και έχουν ειπωθεί ακόμη και εξωγήινες ερμηνείες.Οι επιστήμονες πραγματοποιούν έρευνες ακόμη και σήμερα.Σύντομη έρευνα που μελέτησε και ανέλυσε το εσωτερικό της περιοχής σε βάθος 100 μέτρων επιβεβαιώνοντας τη πτώση ουράνιου σώματος και συγκεκριμένα κομήτη.

Αεροπορικός θόρυβος

                                                                                       

 Κατά την εκτόξευση ενός jet οι ηχητικές στάθμες θορύβου ξεπερνούν τα 130 db,που είναι αφόρητο όριο για το ανθρώπινο αυτί και μπορεί να προκαλέσει ακουστικό τραύμα ακόμη και με λίγα δευτερόλεπτα έκθεσης. Έτσι κάθε αεροσκάφος είναι υποχρεωμένο να φέρει πιστοποιητικό θορύβου και να μην υπερβαίνει σε καμία φάση της πτήσης τα προκαθορισμένα όρια που του έχουν τεθεί από διάφορους φορείς (π.χ. Ευρωπαϊκή Κομισιόν).

Σε μερικά αεροδρόμια της Ευρώπης,έχει τεθεί σε λειτουργία ειδικό νυχτερινό ωράριο αφίξεων και αναχωρήσεων .Αυτό το νυχτερινό όριο επιτρέπει την άφιξη ορισμένων μόνο αεροπλάνων (τα πιο αθόρυβα) και κατά συνέπεια τη μείωση της δραστηριότητας του αεροδρομίου.Δίνεται έμφαση στους κατοίκους που ξεκουράζονται και είναι πιο ευαίσθητοι σε νυχτερινούς θορύβους.

Μέτρηση περιβαλλοντικού θορύβου

Περιβαλλοντικός θόρυβος είναι ο ανεπιθύμητος θόρυβος που μπορεί να προέρχεται από διάφορες πηγές όπως την οδική κυκλοφορία,τη σιδηροδρομική κυκλοφορία,από βιομηχανικές εγκαταστάσεις ή από τα αεροσκάφη.Βέβαια τέτοιος θόρυβος μπορεί να προέρχεται από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως παιδιά που παίζουν,δυνατή μουσική από σπίτια,σκυλιά που γαβγίζουν κτλ.



Για όλες τις μορφές περιβαλλοντικού θορύβου έχουν καθοριστεί όρια. Έτσι η μέτρηση του κυκλοφοριακού θορύβου για παράδειγμα διέπεται από προκαθορισμένα όρια στάθμης ήχου. Μια επαγγελματική μέτρηση περιβαλλοντικού θορύβου πρέπει να περιλαμβάνει τουλάχιστον το παρακάτω εξοπλισμό και προετοιμασία:

• Επαγγελματικό ηχόμετρο συμμορφωμένο με τα IEC και ANSI πρότυπα,μικρή απόκλιση μέτρησης (κάτω από +- 1.5 db),αυτόματη βαθμονόμηση ,αυτόματο υπολογισμό δείκτων Leq,SELκ.ο.κ
•  Μετεωρολογικό μετρητή με σκοπό τη καταγραφή των περιβαλλοντικών συνθηκών
• Λεπτομερές αρχείο καταγραφής όπου θα περιγράφεται ο τρόπος και τα σημεία μέτρησης στο χώρο,ώρα/ημερομηνία καταγραφής,θερμοκρασία,ταχύτητα ανέμου,καιρικές συνθήκες,εξοπλισμός που χρησημοποιήθηκε.
• Μελέτη για το πως θα τοποθετηθεί το τρίποδο,πως θα αποφεχθούν επιφάνειες με ανακλαστικές ιδιότητες,πως θα μηδενιστούν εξωτερικο θορύβοι κ.α.

Μια ολοκληρωμένη καταγραφή είναι απαραίτητο να ολοκληρώνεται με την εξαγωγή των δεικτών Lden και Ldn.Ο Lden είναι ο Ευρωπαϊκός δείκτης αξιολόγησης του θορύβου που αντιπροσωπεύει τον ήχο διορθωμένο ανάλογα με τη περίοδο της ημέρας,ενώ ο Ldn ο αντίστοιχος Αμερικάνικος.Στον Lden το "d" (day) αντιπροσωπεύει το επίπεδο θορύβου από της 7 το πρωί ως της 19:00 το απόγευμα, το "e" (evening) το επίπεδο θορύβου από 19:00-23:00 και το "n" (night) 23:00-7:00.Στον απογευματινό και νυχτερινό θόρυβο προστίθεται διόρθωση 5 και 10 db αντίστοιχα.

Σπάει το ποτήρι με ήχο;

Πολλά σχετικά πειράματα πραγματοποιούνται σε μαθήματα ακουστικής στα πανεπιστήμια του εξωτερικού.Κάθε ποτήρι έχει μια συχνότητα συντονισμού,μια συχνότητα δηλαδή που ταλαντώνεται (πάλλεται) πιο εύκολα.Ο συντονισμός είναι υπεύθυνος για καταστροφές γεφυρών παλαιότερα.Για αυτό πλέον όταν περνάει πεζικό από γέφυρες επιτρέπεται ελεύθερο βήμα και όχι συντονισμένο.Το ίδιο ισχύει και με τα ηχητικά κύματα. Στο παρακάτω βίντεο βλέπετε ένα επιτυχές πείραμα από πανεπιστήμιο της Αμερικής.

Ηχώ

Η ηχώ ή κατά κόρον γνωστή ο αντίλαλος,εμφανίζεται σε μεγάλους χώρους κυρίως σε θέατρα,εκκλησίες,αίθουσες εκδηλώσεων. Για να γίνει εμφανές το φαινόμενο αυτό πρέπει ο χώρος να είναι τουλάχιστον 17 μέτρα.Αυτό συμβαίνει επειδή οι ανακλάσεις σε σχέση με τον απευθείας από τη πηγή ήχο καθυστερεί τουλάχιστον 100 ms (0.1 δευτερόλεπτα). Έτσι λαμβάνοντας υπόψη ως τυπική ταχύτητα ήχου τα 340 m/s, θα πρέπει μια διάσταση του χώρου να είναι 17 μέτρα για να γίνει αντιληπτό το φαινόμενο.Η ηχώ είναι διαφορετικό φαινόμενο από την αντήχηση. Στην αντήχηση η ανάκλαση δε μπορεί να γίνει διακριτή σαν ξεχωριστό φαινόμενο. Επίσης η αντήχηση πολλές φορές είναι επιθυμητή προκειμένου ο ήχος να αποκτήσει ζωντάνια κάτι που δε συμβαίνει φυσικά με την ηχώ.Η ηχώ είναι ικανή να καταστρέψει την ακουστική του χώρου,να την κάνη ενοχλητική και να αλλοιώσει τη ποιότητα της μουσικής. Εκτός από τις καθυστερημένες ανακλάσεις,η ηχώ οφείλεται και σε άλλους παράγοντες όπως η κατεύθηνση πρόσπτωσης και η στάθμη της ανακλώμενης ηχητικής ακτίνας. Η ηχώ χαρακτηρίζεται πολλαπλή όταν υφίσταται πολλές ανακλάσεις και κατά συνέπεια ο ήχος επαναλαμβάνεται πολλές φορές.

Μυθολογικό σημείωμα: Υπάρχουν πολλές εκδοχές σχετικά με το πρόσωπο της Ηχούς στην ελληνική μυθολογία.Παρακάτω παρατίθενται μερικές εξ αυτών.
Η Ηχώ, σε μια περιπλάνησή της στα δάση, είδε και ερωτεύτηκε το Νάρκισσο. Προσπάθησε να τον σαγηνέψει με την ομορφιά της, αλλά αυτός ήταν απορροφημένος από τη δική του ομορφιά. Χρησιμοποίησε τότε τη φωνή της, χωρίς όμως κανένα αποτέλεσμα. Αυτή η απόρριψη είχε σαν αποτέλεσμα η νύμφη να πέσει σε βαθιά θλίψη, η φυσική της υπόσταση να εξαφανιστεί σιγά σιγά και να μείνει μόνο η φωνή της, που κι αυτή ακόμα ακούγεται σαν επανάληψη των λέξεων των άλλων.

Σύμφωνα με τους μύθους του Οβίδιου η νύμφη Ηχώ,πριν ερωτευτεί το Νάρκισσο με τη φλυαρία της απασχολούσε την Ήρα προκειμένου ο Δίας να βρίσκει χρόνο για συνευρέσεις με άλλες νύμφες.Μόλις το ανακάλυψε αυτό η Ήρα θυμωμένη,καταδίκασε την Ηχώ να είναι Αντιφωνήτρα.

Σύμφωνα με αυτό το μύθο ο Πάνας,ποιμενικός θεός της Αρκαδίας, που ήταν μισός άνθρωπος μισός τράγος,είχε ερωτευτεί την Ηχώ γοητευμένος από τη μουσική της.Η Ηχώ δεν ανταποκρινόταν στον έρωτα του κι έτσι ο Πάνας έβαλε τους βοσκούς της περιοχής της να τη κυνηγήσουν,να τη κομματιάσουν και να διασκορπίσουν τα μέλη της στη γη.Η Γη συγκινημένη συνέλεξε τα διάσπαρτα μέλη της και τα έκρυψε μέσα της αφήνοντας να αντηχεί αιώνια το άσμα της στον αέρα.

Ο ήχος στη θάλασσα

Ο ήχος ταξιδεύει γρηγορότερα στα πυκνότερα μέσα. Έτσι η ταχύτητα του στο ξύλο,στο ατσάλι,στη γυψοσανίδα είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερη από οτι στον αέρα. Στη θάλασσα ο ήχος έχει ταχύτητα 1,500 μέτρα το δευτερόλεπτο (m/s),πάνω απο 4 φορές μεγαλύτερη δηλαδή,σε σχέση με τον αέρα (343 m/s). Όπως οι ακτίνες φωτός έτσι και οι ακτίνες ήχου όταν μεταπηδήσουν από ένα μέσο λιγότερο πυκνό μέσο (π.χ. αέρας) σε ένα περισσότερο πυκνό μέσο (π.χ. θαλασσινό νερό),διαθλούνται. Αλλάζουν δηλαδή κατεύθηνση και ταχύτητα διάδοσης.

Το 1960 μερικοί ωκεανογράφοι θέλανε να μελετήσουν πόσο μακρυά κάτω από το νερό μπορούσε να ανιχνευθεί ήχος.Έγιναν εκρήξεις με γομώσεις 270 κιλών σε διάφορα βάθη του ωκεανού κοντά στο Perth της Αυστραλίας.Ήχοι από τις εκρήξεις αυτές εντοπίστηκαν στις Βερμούδες κοντά στη Βόρεια Αμερική.

Χρειάστηκαν 13.364 δευτερόλετπα (3.71 ώρες) προκειμένου να διανύσει ο ήχος αυτή την απόσταση. Μια απόσταση μεγαλύτερη απο 19.000 χιλιόμετρα ή 12.000 μίλια.
Μια εξήγηση είναι η παρακάτω. Το βάθος του ωκεανού είναι 9000 μέτρα.Η θερμοκρασία του ωκεανού μειώνεται όσο αυξάνεται το βάθος.Ο ήχος διαδίδεται γρηγορότερα σε υψηλότερες θερμοκρασίες άρα κατεβαίνοντας σε βάθος θα πιστεύαμε οτι η ταχύτητα του θα μειωνόταν όλο και περισσότερο. Όμως στα 1300 μέτρα βάθους περίπου παρουσιάζεται ένα περίεργο φαινόμενο.Σε εκείνο το σημείο προκαλείται μεταβολή της πυκνότητας επειδή αυξάνεται η πίεση.Έτσι ο ήχος αντί να μειώνεται αυξάνεται λόγω της μεταπήδησης σε πυκνότερο μέσο.Αυτή η διάθλαση του ήχου,έχει ως αποτέλεσμα τα ηχητικά κύματα να ταξιδέψουν σε διάφορες κατευθήνσεις και με μεγάλη ηχητική ενέργεια.