Waarom dB(Z) relevant is voor windmolenonderzoek

A-weging is ontworpen om geluidsdruk te evalueren volgens de gevoeligheid van het menselijk oor — dat bij lage frequenties sterk afneemt. Daardoor worden lage frequenties (en infrageluid) relatief sterk verzwakt in dB(A)-metingen. Voor windturbines, die veel energie in lage frequenties en harmonischen kunnen leveren, kan dB(A) daarom sterk onderschatten wat er fysiek aanwezig is.

A-weging (decibelmeting afgestemd op het menselijk gehoor) is beslist relevant voor industriegeluid. Windmolengeluid is weliswaar industriegeluid, maar de zorgen eromtrent (slaapverstoring en gezondheidsschade) zijn niet beperkt tot het bereik van het menselijk gehoor. De windmolenkwestie draait om trillingen in het algemeen: hoorbare én onhoorbare trillingen.

Onderzoekers, beleidsmakers, juristen en vertegenwoordigers van de windindustrie dienen dezelfde taal te spreken, en de gepaste, wetenschappelijk onderbouwde taal met betrekking tot windmolengeluid is Z-weging, dus dB(Z), niet A-weging.

Met dB(Z) of ongewogen metingen (flat response) meet je de werkelijke geluidsdruk over het volledige frequentiespectrum. Dat is belangrijk wanneer lage frequenties of ritmische modulaties (zoals bladpassage-harmonischen) bestudeerd worden — frequenties die bij A-weging nauwelijks meetellen. Z-gewogen of spectrale analyses geven daarom een realistischer beeld van wat er fysiek aanwezig is — vóór je probeert te vertalen naar ‘hoe het ervaren wordt’.

In recente rapporten uit Dronten (2025) en Groningen (2022) wordt genoemd dat de A-weging is toegepast. Vanzelfsprekend leidt die weging tot uitspraken als deze, in de eindconclusie van het Groningse rapport: "De hoeveelheid windturbinegeluid is bescheiden in vergelijking met andere bronnen zoals transport (weg-, spoor- en luchtverkeer) of industrie. Uit onderzoeken blijkt dat het geluidsniveau in de praktijk meestal minder dan 45 dBA bedraagt. Bij hetzelfde geluidsniveau wordt het geluid van windturbines echter als hinderlijker ervaren dan geluid van andere bronnen." En deze uitspraak over het rapport uit Dronten: "Volgens de onderzoekers verklaart dat waarom mensen hinder kunnen ervaren, zelfs als het geluid niet harder is dan anders. Het karakter van het geluid verandert, en dat kan als storend worden ervaren."

Het is niet enkel het karakter dat verandert. Ook de totale geluidsdruk neemt toe (en kan dus wel degelijk "harder dan anders" worden). Het is enkel zo dat de A-weging dit, net als het menselijk gehoor, voor een groot deel over het hoofd ziet. 

De veiligheid van windmolengeluid beoordelen op basis van het menselijk gehoor (A-weging) is zoiets als de veiligheid van röntgenstralen bepalen op basis van zichtbaarheid en de veiligheid van koolmonoxide op basis van het menselijk reukvermogen. Zoals infrarood licht onzichtbaar is, zo zijn infrasone trillingen onhoorbaar. Het is daarom niet zinnig om voor deze kwestie de A-weging te blijven gebruiken. Het gaat om de fysieke druk op het organisme, niet om het hoorbare geluid.

Hoewel het heel goed mogelijk is dat de slaapverstoring primair verloopt via laagfrequent geluid binnen het hoorbare spectrum (en dus van 20 tot 125 Hz), dient dit te worden onderzocht met behulp van Z-weging. Conclusies in die rapporten en papers waarin niet expliciet rekenschap wordt gegeven van deze kernfout zijn daarom per definitie twijfelachtig en vereisen hertoetsing met toepassing van Z-weging.

Ter illustratie, dit is hoe de Vieyra geluidsmeter (met de beperkingen van een MEMS microfoon en iPhone filter) een ogenschijnlijk "muisstil" moment om vier uur 's ochtends in een slaapkamer nabij een windmolenpark weergeeft:

De Physics Toolbox is gratis.

Er staat "EQUIVALENT TO Normal Conversation": het equivalent van een normaal gesprek! Alsof de windmolens hardop een gesprek aan het voeren zijn in de slaapkamer, maar zonder dat de slaper - nu wakker - het bewust kan horen. De grote vraag is daarom of ons gehoor bepalend is voor wat invloed heeft op onze slaap. Kunnen trillingen die we niet of nauwelijks kunnen horen, maar die door een decibelmeter (zonder A-weging!) wel worden geïnterpreteerd als zijnde het equivalent van een normaal gesprek, invloed hebben op onze slaap en andere lichamelijke processen?

De feitelijke geluidsdruk was zelfs een stuk hoger dan via de app werd waargenomen. Op ditzelfde moment stonden twee computers met veel betere microfoons via het Room EQ Wizard programma de decibellen in zowel A-weging als Z-weging te registreren. Met A-weging was de geluidsdruk op dit moment 35,4 dB, dus vergelijkbaar met wat de app weergaf, maar met Z-weging was er sprake van maar liefst 59,7 dB. Dat is een verschil van circa 25 dB! 

Bovenstaande "normale gesprek" vond plaats om 04:08 uur, in een vrijstaand huis op het platteland. Er waren geen auto's of andere algemene geluidsbronnen te horen, en in het gebouw zelf stond de verwarming volledig uit. Het is slechts een voorbeeld omdat het laagfrequente geluid op deze locatie vrijwel elke nacht tot een vroegtijdig ontwaken leidt: soms om drie uur, soms om vijf uur, afhankelijk van de weersomstandigheden (windschering vóór zonsopkomst zorgt voor een sneller draaien van de windmolens).

Om 04:08 was onderstaande het geluidsspectrum dat door SpectrumLab (en de Omnitroinc MM2-USB meetmicrofoon) is vastgelegd, en waaruit we met zekerheid kunnen concluderen dat de geluidsdruk van het "normale gesprek" voor een groot deel bestond uit laagfrequente en infrasone frequenties tussen de 0 en 30 Hz:

Het gaat om de verticale oranje "kolommen" links in de spectrogram. De horizontale banden zijn windvlagen.

Merk op dat de trillingen van de windmolens in hetzelfde infrasone gebied plaatsvinden als waar de deltagolven van de diepe slaap zich afspelen: tussen de 0,5 en 4,5 Hz, zoals genoemd in onze hypothese.

En merk op dat de windvlaag rond 04:01 uur (de horizontale oranje band) ongeveer een minuut later wordt opgevolgd door het verschijnen van een verticale streep rond de 30 Hz: een duidelijke toename van (hoorbaar) laagfrequent geluid vlak voor het ontwaken. Die 30 Hz is een bekende windmolengerelateerde frequentie, inmiddels vrijwel overal in Nederland meetbaar.

En merk bovenal op dat wat in bovenstaande SpectrumLab waterval zichtbaar is als felle oranje kolommen in het laagfrequente en infrasone gebied, doelbewust wordt genegeerd via A-weging! Hierbij nogmaals de grafiek van het algoritme dat bij A-weging wordt toegepast. A-weging neemt uitsluitend alles onder de rode lijn mee in de optelsom. Hoe lager de rode lijn, hoe meer de bijdrage van de frequenties wordt genegeerd. De trillingen onder de 10 Hz tellen in het geheel niet mee, terwijl juist die trillingen zo relevant zijn voor mogelijke invloed van windmolengeluid op de diepe slaap. 

Omdat tijdens deze nacht het verschil tussen de gemeten A-weging en Z-weging circa 25 dB was, wordt dankzij de bovenstaande grafiek - en de SpectrumLab waterval - direct duidelijk waaruit dit verschil bestaan moet hebben: laagfrequente en infrasone trillingen.

In Room EQ Wizard zag de nacht er als volgt uit (de geluidsdruk fluctueerde tussen de 60 en 65 dB, met vlak voor het vroegtijdige ontwaken een aantal uitschieters van wel 69 dB):

Ter illustratie: dit was de geluidsdruk in A-weging: 

En in onderstaande grafiek ziet u hoe de situatie er uitzag in Sleep Cycle (slaapanalyse op basis van de ademhaling). Zelfs na het opnieuw in slaap vallen was er géén sprake meer van diepe slaap.

Dit wordt bevestigd door Fitbit (slaapanalyse op base van de hartslag):

Vooral de beperkte diepe slaap is zorgwekkend. In bovenstaande voorbeeld slechts 29 minuten volgens Sleep Cyclle en 40 minuten volgens Fitbit, terwijl 90 minuten wenselijk is voor het behoud van een goede (hersen)gezondheid.

En het gaat niet om een individueel geval. Ook gasten die op deze locatie logeren, zien in hun slaapgrafiek dezelfde verstoring. Iemand die in Den Haag vrijwel altijd tussen de 80 en 100 minuten diepe slaap haalt, heeft hier te maken gehad met een diepe slaap van 46 minuten, 36 minuten, 56 minuten en meest recentelijk zelfs 17 minuten (ondanks dat de totale slaapduur 9 uur en 27 minuten was, en ze bijna elf uur in bed heeft gelegen).

En hoe lang duurde haar diepe slaap de nacht erna, terug in Den Haag? 118 minuten, dus bijna twee uur!

Conclusie

Hoewel A-weging waardevol is voor veel toepassingen (zoals gehoorschade bij hoge frequenties / harde geluiden), is het niet geschikt wanneer de potentiële gezondheidseffecten gerelateerd zijn aan lage frequenties, ritmische modulatie of sub-auditieve trillingen. Daarom moeten metingen die dergelijke effecten onderzoeken gebeuren met flat / Z-gewogen spectra, of in elk geval met octaaf-/tweede-octaaf-analyse inclusief lage frequenties.

Alleen geluidsmeting met Z-weging kan de oorzaak van deze problematiek nauwkeurig en eerlijk in kaart brengen. A-weging is prima voor onderzoek en wetgeving rondom bewuste overlast en het voorkomen van gehoorschade, maar is volkomen ongepast voor de windmolenkwestie.

Z-gewogen geluidsmetingen kunnen de blootstelling aan lage frequenties objectief kwantificeren. Of en in hoeverre die blootstelling tot fysiologische effecten leidt (zoals slaap-fragmentatie) vereist daarnaast uiteraard slaap- en gezondheidsonderzoek met professionele middelen zoals polysomnografie met EEG.