Penemuan dan Perkebangan Akustik Secara Global
SEJARAH AKUSTIK KELAUTAN DAN
PERKEMBANGANNYA SECARA GLOBAL DAN DI INDONESIA
26 September 2017
NAMA: MUHAMAD ZAINUDIN
NIM: G1F115006
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
STUDI ILMU KELAUTAN
Sejarah Penemuan,Perkembangan Teknologi Akustik Seraca Global Hingga
Perkembangannya diIndonesia.
A.
Pengertian Akustik
Kata “akustik” berasal dari kata Yunani “akoustikos” yang
berarti dari atau untuk pendengaran.
Akustik adalah ilmu interdisipliner yang berkaitan dengan studi dari semua gelombang
mekanik dalam gas, cairan, dan padatan termasuk getaran, USG, suara, dan
infrasonic. Akustik sendiri memiliki definisi sebagai teori gelombang suara dan
perambatannya pada suatu medium. Seorang ilmuan yang bekerja dibidang akustik
adalah acoustician, sementara yang bekerja di bidang teknologi akustik dapat
disebut sebagai seorang insinyur akustik.
Akustik kelautan merupakan satu bidang kelautan yan
mendeteksi target dikolom perairan dan dasar perairan dengan menggunakan suara
sebagai medianya. Akustik kelautan merupakan teori yang membahas tentang
gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium di air laut.
Akustik
dibagi menjadi dua macam jenis yaitu:
Akustik Pasif : merupakan suatu aksi
mendengarkan gelombang suara yang dating dari berbagai objek pada kolom
perairan, biasanya suara yang diterima pada frekuensi tertentu ataupun
frekuensi yang spesifik untuk berbagai analisis.
Akustik Aktif : dapat mengukur jarak
dari objek yang dideteksi dan ukuran relatifnya dengan menghasilkan pulsa suara
dan mengukur waktu tempuh dari pulsa tersebut sejak dipancarkan sampai diterima
kembali oleh alat serta dihitung berapa amplitude yang kembali. Akustik aktif
memiliki prinsip dasar SONAR untuk pengukuran bawah air.
Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut dngan
mempertimbangkan proseproses perambatan suara, karakteristik suara, faktor
lingkungan, dan kondisi target. Kelebihan dari metode akustik ini yaitu
berkecepatan tinggi, estimasi stok ikan secara langsung, dan memproses dara
secara real time, tepat, dan akurat
B.
Sejarah Perkembangan Akustik Kelautan Secara Global
Dimulai sekitar tahun 1490 yang bersumber dari catatan harian Leonardo da vinci yang menuliskan :
“Dengan menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung lainnya di
telinga anda, dapat mendengarkan kapal-kapal laut dari kejauhan”. Ini
mengindikasikan bahwa suara dapat berpropagasi di dalam air. Ini yang
disebutkan dengan Sonar pasif ( passive Sonar) karena kita hanya mendengar
suara yang ada.
Pada abad ke 19, Jacques and Pierre Currie menemukan
piezoelectricity, sejenis kristal yang dapat membangkitkan arus listrik jika
kristal tersebut ditekan, atau jika sebaliknya jika kristal tersebut dialiri
arus listrik maka kristal akan mengalami tekanan yang akan menimbulkan
perubahan tekanan di permukaan kristal
yang bersentuhan dengan air. Selanjutnya signal suara akan berpropagansi
didalam air. Ini yang selanjutnya
disebut dengan Sonar Aktif( Active Sonar).
Perkembangan akustik lebih lanjut dapat dilihat pada Perang
Dunia pertama khususnya digunakan untuk pendeteksian kapal-kapal selam yang ada
dibawah laut. Pendeteksian ini menggunakan 12 hydrophone ( setara dengan
microphone untuk penggunaan di darat) yang diletakan memanjang di bawah kapal
laut untuk mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam.
Setelah Perang Dunia I, perkembangan akustik kelautan
cenderung stagnan dikarenakan pada saat itu belum adanya perkembangan lebih
lanjut dan penggunaan akustik kelautan lebih difokuskan untuk keperluan
militer. Perkembangan akustik kelautan makin pesat Dunia di mulai penggunaan
akustik kembali berkembang dengan pesat. Penggunaan torpedo yang menggunakan
sinyal akustik untuk mencari kapal musuh adalah penemuan yang hebat pada jaman
itu.
Pada akhir
perang dunia II barulah pengetahuan tentang akustik lebih berkembang atau makin
meluas. Bukan hanya untuk keperluan militer saja tapi juga untuk keperluan non
– militer diantaranya : mempelajari proses perambatan suara didalam medium air,
penelitian sifat-sifat akustik dari air dan benda-benda bawah air, pengamatan
benda-benda dari echo yang mereka hasilkan, pendeteksian sumber-sumber suara
bawah air, komunikasi dan penetapan posisi dengan alat akustik bawah air.
C.
Perkembangan Akustik Kelautan Saat ini Terutama diIndonesia
Perkembangan akustik kelautan di Indonesia makin intensif
pada decade tahun 70 –an. Pada decade ini, ilmu tentang akustik diterapkan
dalam pendeteksian dan pendugaan stok ikan, yakni dengan dikembangkannya analog
echo-integrator dan echo counter. Perkembangan ilmu tentang akustik ini dapat
di lihat di Negara Inggris dan di beberapa Negara lain
seperti Norwegia, Amerika, Jepang, Jerman dan sebagainya.
Perkembangan selajutnya adalah diketemukannya digital echo
integrator dual beam acoustic system, split beam acoustic system, quasy ideal
beam system dan aneka echo processor canggih lainnya, barulah ketelitian dan
ketepatan pendugaan stock ikan dapat ditingkatkan sehingga akhir-akhir ini
peralatan akustik menjadi peralatan standar dalam pendugaan stock ikan dan
manajemen sumberdaya perikanan.
Pada saat sekarang ilmu akustik di manfaatkan untuk aplikasi
dalam survei kelautan, budidaya perairan, penelitian tingkah laku ikan,
aplikasi dalam studi penampilan dan selektivitas alat tangkap,
bioakustik. Aplikasi dalam survei kelautan, dengan akustik kita dapat
menduga spesies ikan yang ada di daerah tertentu dengan menggunakan pantulan
dari suara, semua spesies mempunyi target strengh yang berbeda-beda. Aplikasi
dalam dunia budidaya untuk pendugaan jumlah ekor, biomass dari ikan dalam
jaring/kurungan pembesaran untuk menduga ukuran dari individu ikan dalam jaring
kurungan, memantau tingkah laku ikan dengan acoustic tagging.
Seperti kita ketahui bahwa alat akustik merupakan salah satu
alat yang dapat mendeteksi kedalaman dan keberadaan suatu benda yang ada di
bawah permukaan laut salah satunya adalah iakn dan biota lainnya. Alat ini
merupakan peralatan pendukung untuk para nelayan yang menangkap ikan di lautan.
Teknologi akustik merupakan metode yang sangat efektif dan bermanfaat bagi
eksplorasi di bidang kelautan dan perikanan sekarang ini. Metode ini dikenal
dengan Hidroakustik yang terdiri dari pengukuran, analisis, dan intrepretasi
dari sinyal yang dipantulkan oleh objek atau scattering dari target yang
dikenai gelombang akustik dari tranduser atau alat hidroakustik. Objek tersebut
berupa ikan, plankton, dan substrat dasar perairan. Secara garus besar
penggunaan akustik bawah air dalam kelautan dan perikanan dapat dikelompokkan
menjadi lima yakni:
1.
Untuk
survey
2.
Budidaya
perairan
3.
Penelitian
tingkah laku ikan
4.
Selektifitas
alat-alat penangkap ikan
Pada saat sekarang ilmu akustik di manfaatkan untuk aplikasi
dalam survey kelautan, budidaya perairan, penelitian tingkah laku ikan,
aplikasi dalam studi penampilan dan selektivitas alat tangkap, bioakustik.
Aplikasi dalam survey kelautan, dengan akustik kita dapat menduga spesies ikan
yang ada di daerah tertentu dengan menggunakan pantulan dari suara, semua
spesies mempunyai target strength yang berbeda-beda. Aplikasi dalam dunia
budidaya untuk pendugaan jumlah ikan, biomassa dari ikan dalam jarring
pembesaran untuk menduga ukuran dari individu ikan dalam jarring kurungan memantau
tingkah laku ikan dengan acoustic tagging.
Salah satu contoh alat akustik kelautan yang sering
digunakan saat ini secara global ataupun di Indonesia sendiri dalam bidang
kelautan ini sendiri adalah Sonar (Sound Navigation and Ranging) adalah sistem
penginderaan bawah air dengan menggunakan gelombang suara (akustik).
Penginderaan bawah air sangat banyak dipengaruhi oleh kemajuan teknologi
lainnya, terutama teknologi sensor, elektronika dan microprocessor. Alat ini
dikembangkan untuk berbagai aplikasi misalnya untuk peralatan dasar laut,
perikanan dan sebagainya. Penerapan teknologi akustik bawah air untuk
eksplorasi sumberdaya non-hayati laut yaitu:
Pengukuran Kedalaman Dasar Laut
(Bathymetry)
Pengindentifikasian Jenis-jenis Lapisan
Sedimen Dasar Laut (Sub bottom Profiles)
1.
Pemataan
Dasar Laut (Sea Bed Mapping)
2.
Pencarian
Kapal-kapal karam didasar laut
3.
Penentuan
jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut
4. Analisis Dampak Lingkungan di Dasar
Laut
D.
Sejarah Alat Akustik Sonar (Sound Navigation and Ranging)
Istilah SONAR merupakan singkatan dari Sound Navigation And
Ranging. Sonar adalah suatu metode yang memanfaatkan perambatan suara didalam
air untuk mengetahui keberadaan obyek yang berada dibawah permukaan kawasan
perairan. Secara garis besar sitem kerja sebuah peralatan sonar adalah
mengeluarkan sumber bunyi yang akan menyebar didalam air. Bunyi ini akan
dipantulkan oleh obyek didalam air dan diterima kembali oleh sistem sonar
tersebut. Berdasarkan penghitungan kecepatan perambatan suara didalam air maka
letak obyek didalam air tersebut dapat diketahui jaraknya dari sumber suara.
Pada peralatan sonar yang lebih canggih, bentuk fisik ataupun bahan pembentuk obyek
itu dapat diketahui juga.
Leonardo da Vinci, pembuat lukisan Monalisa yang terkenal
itu, pernah membuat catatan harian yang menyatakan seperti ini : "Dengan
menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung lainnya di telinga
Anda, maka Anda dapat mendengarkan kapal-kapal laut di kejauhan". Catatan
ini dibuat pada tahun 1490. Berdasarkan catatan ini dapat dipastikan bahwa pada
tahun tersebut sonar sudar dikenal orang. Penggunaan sonar seperti ini disebut
dengan Sonar Pasif (Passive Sonar). Karena kita hanya menangkap bunyi yang dihasilkan
oleh suatu obyek dibawah permukaan air, bukan merupakan pantulan bunyi yang
kita buat seperti pada peralatan sonar jaman sekarang.
Penelitian tentang perambatan suara didalam air yang
merupakan prinsip dasar sonar dilanjutkan Daniel Colloden. Pada tahun 1822
beliau menggunakan sebuah lonceng bawah air untuk menghitung kecepatan
perambatan suara didalam air. Percobaan ini dilakukan di Danau Geneva, Swiss.
Lalu penelitian selanjutnya dilakukan juga oleh Lewis Nixon. Pada percobaannya
di tahun 1906, Lewis sudah menggunakan sistem sonar aktif. Penelitiannya ini
sebenarnya bertujuan untuk mengukur puncak sebuah gunung es. Pada tahun-tahun
berikutnya penelitian tentang sonar semakin berkembang maju. Terutama untuk
tujuan kepentingan pihak militer. Terlebih ketika kapal selam mulai banyak
digunakan dalam pertempuran di laut. Di bidang militer, peralatan sonar yang
berfungsi sebagai pendeteksi keberadaan sebuah kapal selam dibuat oleh Paul
Langevin pada tahun 1915.
Pada masa perang dunia pertama, pendeteksian keberadaan
kapal selam musuh dapat diketahui dengan penempatan 12 Hydrophone (alat ini
bekerja seperti microphone) yang diletakkan memanjang pada bagian bawah kapal
laut. Ini bertujuan untuk menangkap sinyal suara yang berasal dari kapal selam.
Pada masa itu orang belum menaruh perhatian penggunaan sonar pada bidang lain
selain untuk kepentingan militer.
Pada saat perang dunia kedua berkecamuk, perkembangan
peralatan sonar sudah semakin maju. Bahkan sonar juga mulai dipasang pada
torpedo. Sistem sonar dapat menuntun torpedo ini meluncur kearah kapal musuh
sebagai obyek tembak. Dan hasilnya jauh lebih akurat dibanding torpedo yang
tidak dilengkapi dengan sistem sonar. Pada waktu itu, kemajuan ini benar-benar
merupakan penemuan yang hebat.
Penggunaan teknologi sonar untuk kepentingan sipil mulai
terlihat perkembangannya pada era 1970an. Pada waktu itu mulai diadakan
pembuatan sistem sonar yang disebut Analog Echo Integrator, dan Echo Counter.
Peralatan ini sangat berguna untuk menentukan stok persediaan ikan di suatu
kawasan perairan. Tidak lama kemudian beberapa negara seperti Amerika, Jepang,
Norwegia, dan Jerman mulai mengembangkan peralatan Digital Echo Integrator Dual
Beam Acoustyc System, Quasy Ideal Beam System, dan Split Beam Acoustic System
yang semakin bisa keakuratan data bagi banyak penelitian sumber daya kelautan
yang makin giat dilakukan oleh banyak negara. Penelitian sumberdaya kelautan
ini misalnya bertujuan untuk menganalisa dampak lingkungan dalam exploitasi
sumber laut, pemetaan dasar laut (Sea Bed Maping), menentukan lokasi
pembangunan jaringan pipa atau kabel di dasar laut, menentukan lokasi pembuatan
bangunan fisik ditengah laut, pencarian sumber-sumber mineral,
mengindentifikasikan jenis lapisan didasar laut, pengukuran kedalam suatu
kawasan perairan, dan banyak lagi. Seperti
pada awal sejarah penggunaan sonar, di Indonesia pun sistem sonar digunakan
pertama kali di bidang militer. Itu terjadi sejak pemerintahan Presiden
Soekarno banyak membeli kapal-kapal perang beberapa negara seperti Amerika,
Rusia, Italia dan Belanda pada tahun 1960an.
Kabarnya sampai sekarang belum ada
usaha-usaha yang serius dari pemerintah atau swasta di Indonesia yang mau
melakukan penelitian untuk mengembangkan teknologi ini. Sangat disayangkan bila
kabar ini memang benar. Sebab seperti kita ketahui, laut di Indonesia memiliki
2/3 luas yang lebih besar dibanding luas daratannya. Kawasan laut seluas ini
seharusnya bisa dikelola dengan cara-cara yang profesional. Salah satunya
adalah mengembangkan teknologi secara mandiri untuk menunjang tugas-tugas
pengelolaan kawasan perairan kita, baik untuk kepentingan di bidang sipil
maupun militer (pertahanan). Sehingga kita bisa segera melepaskan
ketergantungan pada teknologi dari negara-negara maju.
E. System Kerja Sonar (Sound Navigation and Ranging)
Sebelum
memahami cara kerja Sonar, terlebih dahulu kita harus mengetahui bagian-bagian
dari Sonar. Bagian-bagian sonar adalah sebagai berikut:
1. Echo sounder
2. Hidrofon
3. Display
Sedangkan cara kerja Sonar adalah sebagai berikut. Pertama, echo
sounder mengemisikan gelombang suara berfrekuensi tinggi. Gelombang suara ini
akan merambat dalam air. Jika mengenai obyek seperti ikan, metal, dasar laut
atau benda-benda yang lain, maka gelombang suara tadi akan terpantul. Sinyal
pantulan akan diterima oleh hidrofon dan ditampilkan oleh display yang
menggambarkan karakteristik obyek di bawah air.
Untuk mengetahui lokasi (jarak) dari obyek di bawah air,
maka waktu yang dibutuhkan gelombang suara tersebut dapat digunakan untuk
mencari jarak panjang gelombang yang ditempuh gelombang suara tersebut. Sedangkan
jarak (posisi) aktual dari obyek
tersebut diperoleh dengan membagi dua panjang gelombang yang ditempuh.
Sonar
Terbagi 2 yaitu Sonar aktif dan Sonar pasif
Ø Sonar Aktif
Sonar
yang digunakan pada contoh sebelumnya adalah jenis Sonar aktif. Sonar jenis
aktif memancarkan gelombang bunyi dan menerima gelombang bunyi. Sedangkan pada
sonar pasif hanya menerima gelombang suara saja. Sonar pasif ini merupakan
jenis awal yang hanya mampu mendengarkan suara semisal suara kapal (vessel).
Cara kerja sonar pasif ini hanya menerima gelombang suara dari sumber suara
seperti kapal, ikan, maupun obyek lain yang mengemisikan bunyi.
Ø Sonar Pasif
Sonar pasif banyak digunakan pada dunia militer maupun untuk
mencari ikan. Pada dunia militer, sonar pasif dapat digunakan untuk menentukan
darimana kapal berasal. Kapal-kapal Amerika menggunakan frekuensi listrik 60 Hz
sedangkan kapal-kapal Eropa menggunakan frekuensi listrik 50 Hz. Dengan teknik
pengolahan sinyal dan menggunakan banyak sensor (sensor array), suara dari
banyak kapal dapat dipisahkan untuk mendeteksi jenis kapal dengan menggunakan
database yang dimiliki.
Kelebihan
dan Kelemahan
Sonar
memiliki kelebihan dibanding alat navigasi lain yakni Radar. Karena gelombang
elektromagnetik lebih banyak mengalami pelemahan ketika merambat di air
dibandingkan gelombang akustik, maka gelombang akustik menjadi satu-satunya
alat navigasi yang efektif untuk penerapan di bawah air. Sedangkan kelemahan
sonar beberapa diantaranya adalah: kecepatan pengembalian sinyal yang
dipengaruhi suhu dan salinitas air laut, dan beberapa kapal anti-radar juga
mengembangkan teknologi material anti-sonar sehingga diperlukan sonar yang
lebih canggih untuk bisa memantulkan material tersebut.
F.
Pemanfaatan Sistem Sonar (Sound Navigation and Ranging)
Gelombang ultrasonik juga digunakan untuk menentukan
kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam
air.
Gelombang
bunyi akan merambat menurut garis lurus hingga mengenai sebuah penghalang,
misalnya dasar laut. Ketika gelombang bunyi itu mengenai penghalang, sebagian
gelombang itu akan dipantulkan kembali ke kapal sebagai gema. Waktu yang
dibutuhkan gelombang bunyi untuk bergerak turun ke dasar dan kembali ke atas
diukur dengan cermat. dengan menggunakan data waktu dan cepat rambat bunyi di
air laut, orang dapat menghitung jarak kedalaman laut dengan persamaan.
Secara singkat prinsip kerja sonar. Alat pada kapal yang
disebut transduser akan mengubah sinyal listrik menjadi gelombang ultrasonik
yang dipancarkan ke dasar laut. Pantulan dari gelombang tersebut akan
menimbulkan efek gema (echo) dan akan dipantulkan kembali ke kapal dan
ditangkap oleh alat detektor.
DAFTAR
PUSTAKA
Komentar
Posting Komentar