Mystisk smäll i Vallentuna – orsaken avslöjad

Av Ed Fontes

Ingenjören Ed Fontes förklarar hur unika väderförhållanden bar ljudet från byggplatsen till oroliga invånares öron.

Den 2 november hördes en kraftig sprängning över stora delar av Vallentuna. De lokala Facebookgrupperna fylldes av frågor från oroliga Vallentunabor och en del misstänkte att det kunde röra sig om en sprängning relaterad till gängkriget i Stockholm. Denna gång rörde det sig lyckligtvis om en sprängning vid en bergtäkt vid Gillingekrossen.

Men sprängningar är vardagsmat i en expansiv kommun som Vallentuna, där byggen dyker upp som svampar på hösten. Så frågan är varför denna sprängning hördes så väl över kommunen?

Sökandet efter svar

Som ingenjör kunde jag förstås inte låta bli att försöka finna en förklaring, när jag fick frågan av Vallentuna Nya. Dessutom har jag sedan barnsben varit svag för sprängningar och fyrverkerier.

Sprängningsteknikens akustik

Som förväntat är konsten att spränga saker en hel vetenskap som inbegriper utbredning av akustiska vågor i luften (ljud och buller), elastiska vågor i marken samt vetenskapen om själva explosionen. För att inte behöva plöja kilovis med vetenskaplig litteratur beslutade jag mig för att begränsa diskussionen till utbredningen av ljudet vid explosioner.

Illustration: Ed Fontes

Vindens roll i ljudets resa

Sprängningen i Vallentuna gjordes i marken. Det är det man gör vid byggen, man vill spränga sönder berg för att kunna gräva. En hel del av energin som frigörs vid sprängningen går till att skapa elastiska vågor i marken, de som gav ett utslag på 1,4 på Richterskalan.

Trots att man vill hålla energin i marken så frigörs en del till luften, där den skapar chockvågor. Dessa chockvågors utbredning är mycket snabbare än ljudet. De kan utbreda sig 10 gånger snabbare än ljudet. Som tur är så avtar energin snabbt med avståndet från källan och i fjärrfältet kan man behandla ljudet från en sprängning som en vanlig akustisk våg.

Illustration: Ed Fontes

Frågan blir då: vid vilka förhållanden sprids ljud bäst?

Bland de viktigaste faktorerna är vinden. En akustisk våg (ljud) bärs av vinden och ljudet sprids snabbare och dämpas mindre med avståndet när det får åka snålskjuts med vinden. På grund av vindens hastighetsprofil färdas ljudet högre upp och strålar nedåt i vindens riktning. Det motsatta sker i motvind, ljudet hörs mindre i motvind.

I bilden ovan kan vi se hur ljudet färdas från ljudkällan till en åhörare på andra sidan en skogsdunge. När det är vindstilla måste ljudet färdas genom skogen och hinner då dämpas i luften och även av träden. Om vinden blåser från källan till åhöraren kommer ljudet att färdas ovanför dungen och då dämpas mindre och det hörs bättre.

En perfekt storm för akustik

Luftens fuktighet har också betydelse. Vid en temperatur runt 10 grader får man en maximal dämpning av ljudet vid en förhållandevis låg relativ luftfuktighet och dämpningen minskar vid högre luftfuktighet. Förutom vinden och luftfuktigheten, är temperaturen också viktig. Ljudet färdas bättre vid högre temperatur.

Ett fenomen som inträffar vid molnfritt väder är att temperaturen på kvällen blir lägre vid marken jämfört med högre upp i atmosfären. Då bildas en skiktning där varm luft lägger sig som ett lock på den kalla luften närmare marken. Detta fenomen kallas ”inversion”. Ett liknande fenomen kan uppstå när det finns ett tjockt molntäcke. Då ökar temperaturen uppe i atmosfären men då ovanför molntäcket. Vid dessa förhållanden färdas ljudet upp i atmosfären och reflekteras nedåt mot gränsen till luftens varma skikt. Det studsar fram och tillbaka mellan det varma locket och marken och kan då färdas långt och i alla riktningar från ljudkällan.

Vi kan misstänka att vinden vid ögonblicket för sprängningen låg i riktningen från sprängplatsen till Vallentuna tätort. Dessutom tycks man se på bilder att det var hög luftfuktighet den dagen. Det var antagligen ett varmt ljudreflekterade luftlock ovanför det tjocka molntäcket. Dessa tre faktorer gav ovanligt gynnsamma förhållanden för utbredningen av ljudet från sprängningen till bostadsområden i Vallentuna.

Naturens eget kommunikationssystem

För övrigt så tror man att inversion är orsaken till att vargar ylar mot månen. De ylar i själva verket mot luftens varma skikt för att försäkra sig om att deras ylande ska höras långt ut över hela reviret. Vargens ylande kanske skrämmer oss nästa gång.