Akustik Kelautan Peranc angan Survei

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Akustik kelautan merupakan teori yang membahas tentang gelombang

suara dan perambatannya dalam suatu medium air laut. Akustik kelautan
merupakan satu bidang kelautan yang mendeteksi target di kolom perairan dan
dasar perairan dengan menggunakan suara sebagai mediannya. Permasalahanpermasalahan yang dibahas dalam akustik kelautan ini yaitu, kecepatan
gelombang suara, waktu (pada saat gelombang dipancarkan hingga gelombang
dipantulkan kembali), dan kedalaman perairan (Urick, 1983).
Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut
dengan mempertimbangkan proses-proses perambatan suara, karakteristik suara,
faktor lingkungan, dan kondisi target. Kelebihan dari metode akustik ini, yaitu
berkecepatan tinggi, estimasi stok ikan secara langsung, dan memproses data
secara real time, tepat, dan akurat . Hidroakustik dapat digunakan untuk
mendeteksi kedalaman perairan (batimetri), keberadaan, distribusi, ukuran
ataupun tingkah laku dari hewan dan tumbuhan bawah air. Hidroakustik meliputi
akustik pasif ( mendengarkan gelombang suara yang datang) dan aktif akustik
yang

dapat

membuat

dan

menerima

gelombang

suara,

sering

juga

disebutechosounder (Urick, 1983).
Akustik merupakan teori yang memaparkan tentang gelombang suara dan
perambatannya pada suatu media. Di ranah kelautan dikenal sebagai akustik

kelautan yang merupakan teori tentang gelombang suara dan perambantannya
dalam media air laut. Pada dasarnya, penggunaan energi akustik yang digunakan
dilaut tidak terlepas pada gelombang suara atau bunyi yang merambat pada suatu
ruang atau media. Tentu saja apabila di dalam laut media perantara gelombang
suara tersebut adalah air. Air juga merupakan perantara bunyi yang sangat kuat,
media air dapat menghantarkan bunyi 10 kali lebih baik dibandingkan dengan
media udara. Akustik kelautan merupakan salah satu bidang dalam ilmu kelautan
yang diaplikasikan untuk mendeteksi target di kolom perairan dan dasar perairan
dengan menggunakan gelombang suara sebagai medianya. Studi kelautan dengan

menggunakan akustik sangat m embantu peneliti untuk mengetahui objek yang
berada di kolom dan dasar perairan. Objek ini dapat berupa plankton, ikan, jenis
subtrat maupun kandungan minyak yang berada di bawah dasar perairan
Hal-hal yang mendasari kita mempelajari akustik kelautan adalah laut
yang begitu luas dan dalam (dinamis), manusia sudah pernah ke planet terjauh
tetapi belum pernah ke laut terdalam, sehingga dibutuhkannya alat dan metode
untuk melakukan pendeskripsian kolom dan dasar laut, dan saat ini metode yang
paling baik adalah dengan menggunakan akustik. Akustik dibagi menjadi dua
macam, yang pertama yaitu akustik pasif merupakan suatu aksi mendengarkan
gelombang suara yang datang dari berbagai objek pada kolom perairan, biasanya

suara yang diterima pada frekuensi tertentu ataupun frekuensi yang spesifik untuk
berbagai analisis.
Hydro-acoustic merupakan suatu teknologi pendeteksian bawah air dengan
menggunakan perangkat akustik (acoustic instrument), beberapa antara lain:
ECHOSOUNDER, FISHFINDER, dan SONAR. Teknologi ini menggunakan
suara atau bunyi untuk melakukan pendeteksian. Sebagaimana diketahui bahwa
kecepatan suara di air adalah 1.500 m/detik, sedangkan kecepatan suara di udara
hanya 340 m/detik, sehingga teknologi ini sangat efektif untuk deteksi di bawah
air. Beberapa langkah dasar pendeteksian bawah air adalah adanya transmitter
yang menghasilkan listrik dengan frekwensi tertentu. Kemudian disalurkan ke
transducer yang akan mengubah energi listrik menjadi suara, kemudian suara
tersebut dalam berbentuk pulsa suara dipancarkan (biasanya dengan satuan ping).
1.2

Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah mahsasiwa mampu memahami prinsip

dari rancangan survei
1.3

Manfaat
Manfaat yang didapat dari praktikum ini mahasiswa mampu menetukan

jalur pelayaran sendiri sesuai kondisi wilayah suatu perairan.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Penemuan akustik kelautan 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. Kemudian dilanjutkan oleh
Jacques and Pierre Currie yang menemukan piezoelectricity pada abad ke-19 yang
merupakan 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 (Arnaya IN, 1991).
Dasar

perairan

laut

memiliki

karakteristik

memantulkan

dan

menghamburkan kembali gelombang suara seperti halnya permukaan perairanlaut.
Efek yang dihasilkan lebih kompleks karena sifat dasar laut yang tersusun atas
beragam unsur mulai dari bebatuan yang keras hingga lempung yang halus serta
lapisan-lapisan yang memiliki komposisi yang berbeda-beda (Urick, 1983).
Beberapa penelitian mengenai habitat dasar perairan di Indonesia telah dilakukan
oleh

Manik et

al untuk

pengukuran surface

backscattering

strength (SS)

menggunakan Quantitative Echo Sounder (QES) dan pendekatan nilai SS untuk
identifikasi habitat ikan (Manik et al., 2006).
Selanjutnya signal suara akan berpropagansi didalam air. Ini yang
selanjutnya

disebut dengan Sonar Aktif (Active Sonar). Pada Perang Dunia

pertama akustik kelautan berkembang dengan lanjut 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. Pada Perang Dunia di mulai akustik kelautan
lebih bekembang pesat lagi. Penggunaan torpedo yang menggunakan sinyal
akustik untuk mencari kapal musuh adalah penemuan yang hebat pada jaman itu

Pada saat itu ilmu tentang akustik hanya di fokuskan untuk keperluankeperluan

militer.

Perkembangan

tentang

akustik

lebih

meluas

lagi

perkembangannya pada akhir perang dunia II. Penggunaan akustik kelautan tidak
hanya pada bidang kelautan tetapi juga pada pada beberapa aspek seperti :
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.
Pada decade 70an perkembangan dari akustik kelautan ini lebib intensif
lagi. Negara Inggris dan di beberapa Negara lain seperti Norwegia, Amerika,
Jepang, Jerman dan sebagainy penerapan tentang akustik ini sudah dapat dilihat.
Ilmu tentang akustik diterapkan dalam pendeteksian dan pendugaan stok ikan,
yakni dengan dikembangkannya analog echo-integrator dan echo counter (Sechan,
1992).
Akustik kelautan merupakan satu bidang kelautan yang mendeteksi
target di kolom perairan dan dasar perairan dengan menggunakan suara sebagai
mediannya.Hydro-acoustic merupakan suatu teknologi pendeteksian bawah air
dengan menggunakan perangkat akustik (acoustic instrument), beberapa antara
lain:

ECHOSOUNDER,

FISHFINDER,

dan

SONAR.

Teknologi

ini

menggunakan suara atau bunyi untuk melakukan pendeteksian. Sebagaimana
diketahui bahwa kecepatan suara di air adalah 1.500 m/detik, sedangkan
kecepatan suara di udara hanya 340 m/detik, teknologi ini sangat efektif untuk
deteksi di bawah air. Beberapa langkah dasar pendeteksian bawah air adalah
adanya transmitter yang listrik dengan frekwensi tertentu. Kemudian disalurkan
ke transducer yang akan mengubah energi listrik menjadi suara, kemudian suara
tersebut dalam berbentuk pulsa suara dipancarkan (Syawal, 2013).
Akustik dapat diklasifikasikan menjadi 2, yaitu: akustik pasif dan akustik
aktif. Akustik pasif merupakan suatu aksi mendengarkan gelombang suara yang
datang dari berbagai objek pada kolom perairan, biasanya suara yang diterima

pada frekuensi tertentu ataupun frekuensi yang spesifik untuk berbagai analisis.
Pasif akustik dapat digunakan untuk mendengarkan ledakan bawah air (seismic),
gempa bumi, letusan gunung berapi, suara yang dihasilkan oleh ikan dan hewan

lainnya, aktivitas kapal-kapal ataupun sebagai peralatan untuk mendeteksi kondisi
di bawah air (hidroakustik untuk mendeteksi ikan).
Akustik aktif memiliki arti yaitu 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 amplitudo yang kembali. Akustik aktif memakai prinsip
dasar SONAR untuk pengukuran bawah air.
Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut
dengan mempertimbangkan proses-proses perambatan suara, karakter suara
(frekuensi, intensitas, pulsa), faktor lingkungan atau medium, kondisi target, dan
lain-lain.
Dengan mempertimbangkan faktor-faktor di atas, maka hidroakustik
didasarkan pada prinsip yang sederhana, dimana transmitter yang menghasilkan
listrik dengan frekuensi tertentu disalurkan ke transducer yang akan mengubah
energi listrik àenergi suara (gelombang suara) dan kemudian akan dipancarkan ke
kolom perairan. Gelombang suara yang dipancarkan ke kolom perairan akan

mengenai objek target, kemudian gelombang suara akan dipantulkan kembali oleh
objek dalam bentuk echo, echo akan diterima oleh transducer. Echo tersebut akan
diubah menjadi energi listrik lalu diteruskan ke receiver.
Rancangan survei adalah rencana cruise track, yang perlu dipertimbangkan
dengan baik untuk keberhasilan survei itu sendiri. Maclennan dan Simmond
(1992) memaparkan beberapa prosedur dalam mendesain rencana survei
diantaranya adalah :
 Definisikan area geografis yang akan dicakup, tentukan prinsip-prinsip
yang akan digunakan dalam mengatur cakupan selama survei.
 Perhitungkan sumberdaya yang dibutuhkan untuk mencakup seluruh area
survei dengan memperhatikan luasan daerah yang akan di survei.
 Perhitungkan waktu yang tersedia untuk survei itu sendiri, buat
keleluasaan untuk aktifitas lain seperti menangkap ikan.
 Rencanakan panjang dari cruise track pada peta, pastikan bahwa sampel
yang dikumpulkan representative dari semua bagian area sepanjang dapat
dilakukan. Maclennan dan Simmond (1992) menjelaskan ada empat pola

cruise track yangdigunakan dalam survei hidroakustik yaitu lintasan
paralel, lintasan zigzag, lintasan seri, dan lintasan campuran.
Bagaimanakah jarak suatu objek dapat diketahui? Hal ini mudah saja,
yaitu dengan menentukan selang waktu antara gelombang suara yang dipancarkan
dengan

gelombang

suara

yang

diterima,

sehingga

transducer

dapat

memperkirakan jarak dan orientasi dari suatu objek yang dideteksi dengan rumus
berikut:
Jarak = (Kecepatan suara x waktu)
2
Instrument yang biasa digunakan dalam akustik antara lain ADCP
(Acoustic Doppler Currents Profiler) yang berfungsi untuk mengukur arus dengan
prinsip Doppler dan CTD (Conductivity, Depth, Temperature) yang berfungsi
untuk mengukur konduktivitas, kedalaman dan suhu perairan.
Kelebihan dari metode akustik adalah berkecepatan tinggi, estimasi stok ikan
secara langsung (direct estimation), memproses data secara real time, tepat dan
akurat. Namun ada beberapa hambatan dalam aplikasinya, seperti adanya
gangguan dari kolom air (absorbsi, pantulan, dan lain-lain), human error, kondisi
alat, dan minimnya sumber daya manusia
Gelombang suara memiliki kecepatan rambat yang terbatas dan
memerlukan waktu untuk berpindah. Kecepatan gelombang suara lebih kecil
daripada gelombang cahaya.
Persamaan gelombang suara
V=s/t
dengan , s = jarak tempuh (m) , t = waktu ( s ) , dan v = cepat rambat bunyi (m/s).
Satu periode gelombang menempuh jarak sejauh satu panjang gelombang. Maka ,
jika t = T , maka s = lambda . Maka bentuk lain ungkapan cepat rambat
gelombang adalah
v=Tλ oleh karena f = 1/T , maka

v=λf
dengan lambda = panjang gelombang bunyi (m)
T = periode gelombang bunyi (s)
F = ferkuensi gelombang bunyi (Hz)
Di laut, gelombang suara dirambatkan melalui media air. Kecepatan
rambat suara laut berbeda dengan kecepatan rambat udara ataupun darat. Bunyi
merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Pada suhu udara 15 derajat
celsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 m/s. Bunyi
merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis
dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di
air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara. Dengan s
panjang Gelombang bunyi dan t waktu.
Manfaat akustik meliputi aplikasi dalam survei kelautan, budidaya
perairan, penelitian tingkah laku ikan, aplikasi dalam studi penampilan dan
selektivitas alat tangkap, bioakustik. Aplikasi dalam survei kelautan untuk
menduga spesies ikan, 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.
Aplikasi akustik dalam tingkah laku ikan meliputipergerakkan migrasi
ikan dengan acoustic tagging, orientasi target (tilt angle), reaksi menghindar
terhadap gerak kapal survei dan alat tangkap, respon terhadap rangsangan/stimuli
cahaya, suara, listrik, hidrodinamika, komia, mekanik dan sebagainya.
Aplikasi dalam

studi

penampilan

dan

selektivitas

alat

tangkap

ikan meliputi pembukaan mulut trawl dan kedalaman,selektivitas penagkapan
dengan melihat ukuran ikan target.

 Militer
Alat akustik digunakan untuk kegiatan militer dan sangat canggih untuk
saat ini. Negara Amerika telah mengembangkan akustik dan menghasilkan suatu
Akustik Perangkat Long Range (LRAD), perangkat jarak jauh yang berasal dan
peringatan beam yang diarahkan akustik. LRAD dikembangkan untuk
berkomunikasi pada rentang operasional dengan kewenangan dan unggul dalam
tinggi kebisingan pada lingkungan ambient. LRAD dirancang untuk komunikasi
di 300 meter diatas tanah dan 500 + meter di atas air, LRAD juga dapat
mengeluarkan nada peringatan.
 Perkapalan
Perancangan alat tangkap berbasis akustik agar hasil tangkapan maksimal
dan tidak tepat sasaran, karena dengan akustik dapat dideteksi kumpulan suatu
ikan.
 Pemetaan
Data dari pengukuran kedalaman dengan alat akustik nantinya dapat
dijadikan suatu peta dasar laut.
 Oseanografi kelautan
Suatu kajian Pengetahuan yang mempelajari tentang sifat-sifat laut, baik
dalam kimia, fisik, maupun bio-geo dan hal – hal yang bersifat kelautan lainnya
menggunakan suatu alat akustik.
 Industri
Penentuan lokasi yang sesuai dengan metode pendeteksian dasar laut dan
menganalisis dampak yang akan terjadi jika industri tersebut dibangun didaerah
tersebut.
Suatu pulsa listrik dengan frekuensi dan waktu tertentu dibangkitkan oleh
time base yang memicu transmitter untuk memancarkan sinyal listrik ke
transducer. Pulsa listrik yang masuk ke transducer diubah menjadi gelombang
suara selanjutnya dipantulkan di medium air. Gelombang tersebut merambat di
dalam air yang apabila mengenai suatu obyek akan dipantulkan sebagai gema
(echo) dan diterima oleh transducer. Selanjutnya echo akan diubah kembali
menjadi energi listrik sebelum akhirnya diterima oleh receiver dan diperkuat oleh
amplifier.

Pemrosesan didukung oleh peralatan lainnya; komputer; GPS (Global
Positioning System), Colour Printer, software program dan kompas. Hasil akhir
berupa data siap diinterpretasikan untuk bermacam-macam kegunaan yang
diinginkan. Bila dibandingkan dengan metode lainnya dalam hal estimasi atau
pendugaan, teknologi hydro- acoustic memiliki kelebihan, antara lain. Informasi
pada areal yang dideteksi dapat diperoleh secara cepat (real time). Dan secara
langsung di wilayah deteksi (in situ).
Sistem hidroakustik dibedakan beberapa jenis berdasarkan transducer yang
digunakan serta perbedaan beam yang dihasilkan, yaitu single beam acoustic
system, dual beam acoustic system, split beam acoustic system dan quasi ideal
beam acoustic system split beam acoustic system dan quasi ideal beam acoustic
system. Keunggulan Metode Akustik. Dibandingkan dengan metode lain,
khususnya dalam eksplorasi sumberdaya hayati laut atau pendugaan stok ikan.
Metode akustik memiliki beberapa Keunggulan komparatif, yakni :
berkecepatan tinggi (great speed), sehingga sering disebut "quick assessment
method" 2. estimasi stok Ikan secara langsung (direct estimation) karena tidak
tergantung dari statistik perikanan atau percobaan tagging dam secara langsung
dilakukan terhadap target dari survei; 3. memungkinkan memperoleh dam
memroses data secara "real-time”

BAB III
METODOLOGI
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 13 oktober 2015, pukul 13.00
WIB s.d selesai, bertempat di laboratorium Eksplorasi Sumber Daya Alam dan
Akustik Kelautan program studi Ilmu Kelautan, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya.
3.2 Bahan dan Alat
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini yakni
sebagai berikut:
No
1.

Alat / Bahan
Alat Tulis

Fungsi
Untuk mencatat