TUGAS CALCULATION OF ABSORPTION OF SOUND
TUGAS
“CALCULATION OF ABSORPTION OF SOUND IN SEAWATER”
Dibuat untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Akustik Perikanan
Disusun oleh:
M. Ryan Kusumardiana
230110130185
Kalysta Fellatami
230110130191
Fadhillah Ardi
230110130203
UNIVERSITAS PADJADJARAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
PROGRAM STUDI PERIKANAN
JATINANGOR
2016
CALCULATION OF ABSORPTION OF SOUND IN SEAWATER
Penyerapan suara pada air laut merupakan bagian dari total kerugian akibat
adanya transmisi atau pemancaran suara dari sumber suara ke penerimanya. Hal
tersebut tergantung pada sifat dari air laut itu sendiri seperti suhu, salinitas, deraat
keasaman (pH) dan kedalaman laut. Rincian fisika yang mendasari hal tersebut
cukup kompleks. Penyerapan suara hanya menyebabkan adanya kerugian pada
bagian transmisi atau pemancaran suara. Biasanya kerugian terbesar dari
pemancaraan suara adalah penyebaran gelombang akustik yang merambat jauh dari
sumber suaranya.
Dalam penggunaan kalkulator ini, dibutuhkan frekuensi yang menarik dan
nilai-nilai dari suhu air dan kedalaman laut. Nilai dari salinitas dan deraat keasaman
(pH) sudah disediakan, namun dapat diubah jika memang datanya tersedia. Nilai
untuk penyerapan suara dapat dihitung secara otomatis dengan menggunakan
algoritma dari sumber tertantu. Tabel 1. berikut menyediakan data hasil perhitungan
dari penyerapan suara di laut.
D
T
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
Tabel 1. Hasil Perhitungan Penyerapan Suara di Laut
dB/km
dB/km
F
S
pH
(Fisher &
(Francois &
Simmons)
Garisson)
34.2
6
88.529
34.3
6.1
22.81
34.4
6.2
50.233
34.5
6.3
139.717
34.6
6.4
265.888
200
34.7
6.5
408.195
34.8
6.6
550.609
34.9
6.7
681.421
35
6.8
792.972
35.1
6.9
881.181
dB/km
(Ainslie &
McColm)
90.893
19.675
5.275
1.96
0.959
0.54
0.322
0.198
0.126
0.083
Berdasarkan table 1 diatas, perhitungan penyerapan suara di laut bisa
menggunakan tiga metode, yaitu metode menurut Fisher and Simmons tahun 1977,
metode menurut Francois and Garisson tahun 1982, dan metode menurut Ainslie
and McColm tahun 1998. Menurut Jailani (2004) penyerapan suara (sound
absorption) merupakan perubahan energi dari energi suara menjadi energi panas
atau kalor. Pada table 1. Terlihat bahwa perhitungan dengan menggunakan metode
Fisher and Simmons tidak mendapatkan hasil, hal ini dikarenakan untuk
menggunakan metode tersebut harus menggunakan nilai salinitas dan pH yang
standar yaitu S = 35 ppt dan pH = 8. Seluruh perhitungan penyerapan suara di laut
kali ini menggunakan frekuensi sebesar 200 Hz. Berdasarkan hasil perhitungan
tersebut, terlihat bahwa data yang paling besar menurut metode Francois and
Garisson terdapat pada kedalaman 90 m dengan suhu 11°C, salinitas 35,1 ppt dan
pH 6,9. Sedangkan menurut metode Ainslie and McColm terdapat pada kedalaman
0 m dengan suhu 29°C, salinitas 34,2 ppt dan pH 6.
Menurut ketiga metode perhitungan yang digunakan, perhitungan
penyerapan suara (absorbsi) dilaut dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya:
1.
Kedalaman
Kedalaman mempengaruhi penyerapan suara di dalam air laut. Bertambahnya
kedalaman, maka penyerapan suara akan bertambah karena adanya tekanan
hidrostatis yang semakin besar dengan bertambahnya kedalaman. Hal tersebut
karena partikel-partikel zat yang bertekanan tinggi terkompresi sehingga
penyerapan yang dihasilkan lebih besar. Rata-rata terjadi peningkatan penyerapan
suara sebesar 0, 017 m/detik setiap kedalaman bertambah 1 meter. (Lurton 2002).
Sesuai dengan teori tersebut, hasil perhitungan dengan menggunakan metode
Francois and Garisson menunjukan bahwa semakin dalam suatu perairan maka
penyerapan suaranya semakin besar.
2.
Suhu
Pada prinsipnya, semakin tinggi suhu suatu medium, maka semakin cepat
perambatan bunyi dalam medium tersebut. Dikarenakan makin tinggi suhu, maka
semakin cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut. Akibatnya, proses
perpindahan getaran makin cepat. Pada lapisan Mix-Layer , pengaruh suhu sangat
besar karena pada lapisan ini pengaruh dari sinar matahari. Perubahan suhu yang
sangat cepat pada lapisan termoklin menyebabkan pembelokan gelombang suara
yang tajam sehingga lapisan ini bertindak sebagai bidang pantul.
3.
Salinitas
Menurut Sanusi (2006) salinitas adalah jumlah zat-zat terlarut dalam 1 kg air
laut, dimana semua karbonat telah diubah menjadi oksida, bromide dan iodide
diganti oleh klorida. Pada umumnya perairan laut lepas memiliki kadar salinitas 35
psu; yang berarti dalam 1 kg air laut mengandung elemen-elemen kimia terlarut
seberat 35 gram. Semakin besar salinitas maka penyerapan suaranya semakin besar.
4. pH
Air laut mempunyai kemampuan menyangga yang sangat besar untuk
mencegah perubahan pH. Perubahan pH sedikit saja dari pH alami akan
memberikan petunjuk terganggunya sistem penyangga. Hal ini dapat menimbulkan
perubahan dan ketidak seimbangan kadar CO2 yang dapat membahayakan
kehidupan biota laut. Perubahan pH dapat mempunyai akibat buruk terhadap
kehidupan biota laut, baik secara langsung maupun tidak langsung. Akibat langsung
adalah kematian ikan, burayak, telur, dan lain-lainnya, serta mengurangi
produktivitas primer. Akibat tidak langsung adalah perubahan toksisitas zat-zat
yang ada dalam air, misalnya penurunan pH sebesar 1,5 dari nilai alami.
5.
Frekuensi gelombang suara yang digunakan.
Frekuensi gelombang adalah jumlah getaran pada gelombang yang terjadi
dalam waktu satu detik atau tiap detik. Frekuensi memiliki pengaruh yang besar
terhadap cepat rambat bunyi di lautan. Frekuensi berhubungan dengan panjang
gelombang yang digunakan. Pada perhitungan kali ini menggunakan frekuensi
sebesar 200 Hz. Frekuensi tersebut masuk kedalam frekuensi audiosonik, yaitu
frekuensi yang dapat didengar oleh telinga manusia. Dalam hal penyerapan suara,
frekuensi berpengaruh pada panjang gelombang yang digunakan untuk menyerap
suara.
Daftar Pustaka
Al Ayubi, A. 2011. pH (Derajat Keasaman Perairan). Tersedia: [online]
http://aludinkedang.blogspot.co.id/2011/06/ph-derajat-keasamanperairan.html . (diakses pada 27 September 2016, pukul 19.30)
Iskandarsyah, M. 2011. Pemetaan Shadow Zone Akustik dengan Metode Parabolic
Equation di Wilayah Perairan Selat Lombok. Skripsi: Fakultas Perikanan dan
Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor, Bogor
Lurton, X. 2002. An Introduction to Underwater Acoustics: Principles and
Applications. Praxis Publishing. UK.
Sanusi, H. S. 2006. Kimia Laut, Proses Fisik Kimia dan Interaksinya Dengan
Lingkungan. Bogor: Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. 188 hal.
“CALCULATION OF ABSORPTION OF SOUND IN SEAWATER”
Dibuat untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Akustik Perikanan
Disusun oleh:
M. Ryan Kusumardiana
230110130185
Kalysta Fellatami
230110130191
Fadhillah Ardi
230110130203
UNIVERSITAS PADJADJARAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
PROGRAM STUDI PERIKANAN
JATINANGOR
2016
CALCULATION OF ABSORPTION OF SOUND IN SEAWATER
Penyerapan suara pada air laut merupakan bagian dari total kerugian akibat
adanya transmisi atau pemancaran suara dari sumber suara ke penerimanya. Hal
tersebut tergantung pada sifat dari air laut itu sendiri seperti suhu, salinitas, deraat
keasaman (pH) dan kedalaman laut. Rincian fisika yang mendasari hal tersebut
cukup kompleks. Penyerapan suara hanya menyebabkan adanya kerugian pada
bagian transmisi atau pemancaran suara. Biasanya kerugian terbesar dari
pemancaraan suara adalah penyebaran gelombang akustik yang merambat jauh dari
sumber suaranya.
Dalam penggunaan kalkulator ini, dibutuhkan frekuensi yang menarik dan
nilai-nilai dari suhu air dan kedalaman laut. Nilai dari salinitas dan deraat keasaman
(pH) sudah disediakan, namun dapat diubah jika memang datanya tersedia. Nilai
untuk penyerapan suara dapat dihitung secara otomatis dengan menggunakan
algoritma dari sumber tertantu. Tabel 1. berikut menyediakan data hasil perhitungan
dari penyerapan suara di laut.
D
T
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
Tabel 1. Hasil Perhitungan Penyerapan Suara di Laut
dB/km
dB/km
F
S
pH
(Fisher &
(Francois &
Simmons)
Garisson)
34.2
6
88.529
34.3
6.1
22.81
34.4
6.2
50.233
34.5
6.3
139.717
34.6
6.4
265.888
200
34.7
6.5
408.195
34.8
6.6
550.609
34.9
6.7
681.421
35
6.8
792.972
35.1
6.9
881.181
dB/km
(Ainslie &
McColm)
90.893
19.675
5.275
1.96
0.959
0.54
0.322
0.198
0.126
0.083
Berdasarkan table 1 diatas, perhitungan penyerapan suara di laut bisa
menggunakan tiga metode, yaitu metode menurut Fisher and Simmons tahun 1977,
metode menurut Francois and Garisson tahun 1982, dan metode menurut Ainslie
and McColm tahun 1998. Menurut Jailani (2004) penyerapan suara (sound
absorption) merupakan perubahan energi dari energi suara menjadi energi panas
atau kalor. Pada table 1. Terlihat bahwa perhitungan dengan menggunakan metode
Fisher and Simmons tidak mendapatkan hasil, hal ini dikarenakan untuk
menggunakan metode tersebut harus menggunakan nilai salinitas dan pH yang
standar yaitu S = 35 ppt dan pH = 8. Seluruh perhitungan penyerapan suara di laut
kali ini menggunakan frekuensi sebesar 200 Hz. Berdasarkan hasil perhitungan
tersebut, terlihat bahwa data yang paling besar menurut metode Francois and
Garisson terdapat pada kedalaman 90 m dengan suhu 11°C, salinitas 35,1 ppt dan
pH 6,9. Sedangkan menurut metode Ainslie and McColm terdapat pada kedalaman
0 m dengan suhu 29°C, salinitas 34,2 ppt dan pH 6.
Menurut ketiga metode perhitungan yang digunakan, perhitungan
penyerapan suara (absorbsi) dilaut dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya:
1.
Kedalaman
Kedalaman mempengaruhi penyerapan suara di dalam air laut. Bertambahnya
kedalaman, maka penyerapan suara akan bertambah karena adanya tekanan
hidrostatis yang semakin besar dengan bertambahnya kedalaman. Hal tersebut
karena partikel-partikel zat yang bertekanan tinggi terkompresi sehingga
penyerapan yang dihasilkan lebih besar. Rata-rata terjadi peningkatan penyerapan
suara sebesar 0, 017 m/detik setiap kedalaman bertambah 1 meter. (Lurton 2002).
Sesuai dengan teori tersebut, hasil perhitungan dengan menggunakan metode
Francois and Garisson menunjukan bahwa semakin dalam suatu perairan maka
penyerapan suaranya semakin besar.
2.
Suhu
Pada prinsipnya, semakin tinggi suhu suatu medium, maka semakin cepat
perambatan bunyi dalam medium tersebut. Dikarenakan makin tinggi suhu, maka
semakin cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut. Akibatnya, proses
perpindahan getaran makin cepat. Pada lapisan Mix-Layer , pengaruh suhu sangat
besar karena pada lapisan ini pengaruh dari sinar matahari. Perubahan suhu yang
sangat cepat pada lapisan termoklin menyebabkan pembelokan gelombang suara
yang tajam sehingga lapisan ini bertindak sebagai bidang pantul.
3.
Salinitas
Menurut Sanusi (2006) salinitas adalah jumlah zat-zat terlarut dalam 1 kg air
laut, dimana semua karbonat telah diubah menjadi oksida, bromide dan iodide
diganti oleh klorida. Pada umumnya perairan laut lepas memiliki kadar salinitas 35
psu; yang berarti dalam 1 kg air laut mengandung elemen-elemen kimia terlarut
seberat 35 gram. Semakin besar salinitas maka penyerapan suaranya semakin besar.
4. pH
Air laut mempunyai kemampuan menyangga yang sangat besar untuk
mencegah perubahan pH. Perubahan pH sedikit saja dari pH alami akan
memberikan petunjuk terganggunya sistem penyangga. Hal ini dapat menimbulkan
perubahan dan ketidak seimbangan kadar CO2 yang dapat membahayakan
kehidupan biota laut. Perubahan pH dapat mempunyai akibat buruk terhadap
kehidupan biota laut, baik secara langsung maupun tidak langsung. Akibat langsung
adalah kematian ikan, burayak, telur, dan lain-lainnya, serta mengurangi
produktivitas primer. Akibat tidak langsung adalah perubahan toksisitas zat-zat
yang ada dalam air, misalnya penurunan pH sebesar 1,5 dari nilai alami.
5.
Frekuensi gelombang suara yang digunakan.
Frekuensi gelombang adalah jumlah getaran pada gelombang yang terjadi
dalam waktu satu detik atau tiap detik. Frekuensi memiliki pengaruh yang besar
terhadap cepat rambat bunyi di lautan. Frekuensi berhubungan dengan panjang
gelombang yang digunakan. Pada perhitungan kali ini menggunakan frekuensi
sebesar 200 Hz. Frekuensi tersebut masuk kedalam frekuensi audiosonik, yaitu
frekuensi yang dapat didengar oleh telinga manusia. Dalam hal penyerapan suara,
frekuensi berpengaruh pada panjang gelombang yang digunakan untuk menyerap
suara.
Daftar Pustaka
Al Ayubi, A. 2011. pH (Derajat Keasaman Perairan). Tersedia: [online]
http://aludinkedang.blogspot.co.id/2011/06/ph-derajat-keasamanperairan.html . (diakses pada 27 September 2016, pukul 19.30)
Iskandarsyah, M. 2011. Pemetaan Shadow Zone Akustik dengan Metode Parabolic
Equation di Wilayah Perairan Selat Lombok. Skripsi: Fakultas Perikanan dan
Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor, Bogor
Lurton, X. 2002. An Introduction to Underwater Acoustics: Principles and
Applications. Praxis Publishing. UK.
Sanusi, H. S. 2006. Kimia Laut, Proses Fisik Kimia dan Interaksinya Dengan
Lingkungan. Bogor: Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. 188 hal.