STUDI PEMANFAATAN PENCAMPURAN JERAMI DAN SABUT KELAPA SEBAGAI BAHAN DASAR SEKAT ABSORPSI BUNYI ANTAR RUANGAN DI KAPAL Oleh Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc ), Adib Setyawan 1) 1) Mahasiswa: Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK-ITS ) Staf Pengajar: Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK-ITS ABSTRAK Kapal tidak bisa lepas dari masalah kebisingan yang di akibatkan oleh permesinan kapal. Permesinan tersebut menimbulkan suara yang mengakibatkan adanya gema pada ruangan, akibatnya menggangu kinerja anak buah kapal baik dalam komunikasi maupun konsentrasi dalam berkerja.untuk mengurangi adanya gema dalam ruangan, biasanya digunakan bahan absorpsi. Bahan-bahan tersebut berupa rockwool, atau glasswool pada dinding kapal. Akan tatapi bahan bahan tersebut relative mahal, Bila di pakai dalam jumlah banyak. Salah satu alternatif yang ditawarkan adalah bahan absorpsi yang dibuat dari bahan dasar sabut kelapa dan jerami. Sabut kelapa dan jerami diharapkan dapat dibuat menjadi bahan absorpsi yang murah dan berkualitas. Bahan dari percampuran jerami dan sabut kelapa diuji koefesien serap bunyi (absoprsi) pada frekuensi 1Hz, Hz, Hz, 1Hz dan Hz. Nilai koefisien absorpsi yang paling tinggi pada 1Hz adalah pencampuran jerami dan sabut kelapa 1: dengan nilai koefisien absorsi,36, untuk frekuensi adalah pencampuran jerami dan sabut kelapa 1:1 dengan nilai koefisien absorpsi,3 dan frekuensi Hz adalah pencampuran jerami dan sabut kelapa 1: dengan nilai koefisien absorsi.4 Keyword : Absorbsi, jerami, sabut kelapa, tabung impedansi. Pada kapal, kebisingan sering diakibatkan oleh permesinan kapal dan ini tentunya sangat menggangu kinerja ABK di kapal. Bukan hanya itu kebisingan yang diakibatkan oleh kapal juaga merusak dan menggangu biota laut yang dilaluinya. Salah satu cara konvensional untuk menghindari kebisingan adalah dengan memasang bahan absorpsi bunyi (absorber) pada dinding dan langit-langit ruangan. Biasanya pada kapal digunakan bahan absorber berupa rockwoll atau glasswooll. Tetapi bahan-bahan tersebut umumnya mahal. Untuk itu, digunakanlah sabut kelapa dan jerami sebagai salah satu alternatif untuk pembuatan bahan absorpsi bunyi. Sabut kelapa dan jerami yang mudah ditemukan di sekitar kita merupakan produk sisa (limbah) dan masih jarang dimanfaatkan, Pemanfaatan sabut kelapa dan jerami sebagai bahan dasar pembuatan bahan absorpsi bunyi, tentunya sangat mengurangi biaya pengeluaran untuk pembelian bahan absorber yang digunakan di kapal. Kualitas sabut kelapa dan jerami sebagai bahan dasar untuk bahan absorpsi bunyi dapat dilihat dari nilai koefisien absopsinya. Nilai ini dapat diketahui dengan melakukan pengujian pada sampel bahan. Pengujian pada sempel bahan akan diuji dengan berbagai perbandingan massa yaitu 1:1,1:, dan :1. Kemudian hasil percobaan tersebut dibandingkan dengan bahan yang biasa digunakan di kapal dalam hal ini rockwooll. Pengujian sampel untuk mengetahui berapa koefisien absorbsinya dengan mengunakan metode tabung impedansi. Metode tabung impedansi merupakan salah satu cara untuk mengukur absorpsi bahan terhadap gelombang bunyi. Penggunaan metode ini berdasarkan dua standart, yaitu ISO 134- :1998 and American Standart for Testing Materials (ASTM) E1-98. Prinsip dasar metode Tabung Impedansi adalah refleksi, absorpsi dan transmisi gelombang bunyi oleh permukaan bahan pada suatu ruang tertutup, dimana bahan tersebut digunakan 1
untuk melapisi permukaan dinding ruang tertutup.[lam, Y.M. 199] Bagian-bagian Tabung Impedansi Tabung impedansi yang digunakan pada metode ini dibagi dalam beberapa bagian, yaitu bagian tabung dan pipa penyelidik, bagian penyangga bahan uji (specimen), bagian pembangkit bunyi, dan bagian penerima bunyi. Lebih jelasnya perhatikan Gambar 1 Mikrofo Penyangga Specimen Pipa Penyidik Gambar 1. Set Peralatan Tabung Impedansi. Gambar 1 menunjukkan set peralatan tabung impedansi lengkap dengan bagian-bagiannya. a. Bagian Tabung dan Pipa Penyelidik Tabung harus memiliki penampang lintang berbentuk lingkaran sempurna dan tidak boleh bengkok, seperti Gambar.1Tabung harus diletakkan mendatar dengan penyangga yang kokoh. Pada bagian ini pipa penyelidik dipasang di dalam tabung tepat di tengah lingkaran lubang tabung. Pipa penyelidik harus lurus dan tidak boleh melengkung. b. Bagian Penyangga Bahan Uji (Specimen) Bagian penyangga bahan uji (specimen) berbentuk lempengan dengan lebar minimal sama dengan diameter tabung. Bagian ini diletakkan di depan pipa penyelidik dengan suatu backing material (bahan penyokong) untuk merekatkan specimen. Pemasangan penyangga specimen pada tabung harus benar-benar rapat. c. Bagian Pembangkit Bunyi Tabung Utama Loudspeaker Bagian pembangkit bunyi terdiri dari audio generator, amplifier, dan loudspeaker. Pada bagian ini loudspeaker diletakkan di ujung belakang tabung, dengan membran loudspeaker tepat pada lubang tabung. Loudspeaker harus ditutup rapat sampai bunyi yang dikeluarkannya tidak bocor (terdengar keras dari bagian belakang). Audio Gener ator Amplif ier Gambar.. Skema Pembangkit Bunyi. Loudspe aker d. Bagian Penerima Bunyi Bagian penerima bunyi merupakan mikrofon yang dihubungkan ke amplifier, untuk diteruskan ke filter gelombang dan ke audio system analyzer. [Suhedi dkk. ] Dalam hal ini filter gelombang dan audio system analyzer dapat diganti dengan suatu komputer yang mempunyai software yang mampu membaca nilai keluaran yang ditangkap oleh mikrofon. Mikrofon direkatkan di ujung pipa penyelidik di dalam tabung dengan cara pemasangannya seperti gambar 3. Mikro fon Pipa Penyelid ik Komp uter (a) (b) Gambar 3. Pemasangan Mikrofon pada Pipa Penyelidik di Dalam Tabung; Tampak Depan (a) dan Tampak Samping (b). Mikrofon dipasang dengan diberi penyangga di belakangnya supaya pipa penyelidik tidak melengkung. Kenyataannya komputer lebih sensitif daripada filter gelombang, sehingga dari mikrofon dapat langsung dihubungkan ke komputer tanpa perlu dikuatkan amplifier.
Setelah melakukan pengujian dilakukan perhitungan dengan perumusan_perumusan. Untuk data yang muncul 1 kali baik pada tingkat tekanan maksimum atau pada tingkat tekanan minimum perlu dilakukan koreksi pada nilai tekanan bunyi minimumnya. Menurut Australian Standart (193-196) koreksi dilakukan pada nilai dari tingkat tekanan minimum menggunakan persamaan: SPL = SPL T + C, (1) dengan nilai: SPL T = SPL maks SPL min, () dan C = log, (3) Ψ =, (4) a t =, () dimana: = tegangan bunyi terkoreksi (db) SPL T = tegangan bunyi total (db) = nilai koreksi (db) = konstanta atenuasi silinder = jarak minimum pertama ke muka bahan () = diameter tabung () = frekuensi Pada pengujian ini diameter tabung impedansi dan jarak minimum pertama ke muka bahan adalah, (4.6) dimana adalah jarak/posisi tingkat tekanan bunyi minimum dan adalah ketebalan bahan. Dengan mengasumsikan bahwa tegangan bunyi terkoreksi sebagai nilai tegangan pada tingkat tekanan bunyi total, sehingga, koefisien absorpsinya dapat langsung dihitung menggunakan persamaan berikut: = 1 -. () Sedang untuk pengujian yang mempunyai tingkat tekanan bunyi maksimum dan minimum dua atau lebih, nilai koefisien absorpsinya dihitung menggunakan persamaan: = 1 -. (8) METODOLOGI Pembuatan Bahan Absorpsi Berbahan Dasar pencampuran Sabut Kelapa dan jerami Bahan absorpsi berbahan dasar sabut kelapa dan jerami dibuat dengan langkahlangkah sebagai berikut: A. Pembuatan serat kelapa. 1. Sabut kelapa dikeringkan di bawah sinar matahari yang sebelumnya sudah dibersihkan.. Sabut kelapa yang sudah kering diparut hingga mendapatkan serat kelapa. 3. Serat kelapa yang didapatkan kemudian dipotong dengan ukuran sekitar 3. B. Pembuatan serat jerami 1. Jerami yang sudah dibersihkan di keringkan di bawah sinar matahari.. Jerami kemudian direndam dalam air dalam waktu hari untuk membuat lunak dan menghilangkan kandungan minyak dalam jerami. 3. Menumbuk dan memarut jerami hingga didapatnya serat jerami. 4. Serat jerami kemudian dipotong dengan ukuran kurang lebih 3. C. Pembutan campuran jerami dan sabut kelapa. a) Bahan pencampuran jerami dan sabut kelapa untuk dipress hingga 1. 1. Membuat campuran sabut kelapa dan jerami dengan perbandingan 1:1, 1:, :1 dalam gram dengan timbangan neraca dengan massa keseluruhan 4 gram.. Campuran jerami dan sabut kelapa ditambahkan perekat sebagai perekat dengan massa 6 gram dan air untuk mempermudah pencampuran gram. 3. Campuran yang telah jadi dipress dalam alat press hidrolik hingga ketebalan 1. selama menit. 3
4. Bahan yang telah di press kemudian di keringkan di bahan sinar matahari hingga kering. b) Bahan pencampuran jerami dan sabut kelapa untuk dipress hingga 1. Membuat campuran sabut kelapa dan jerami dengan perbandingan 1:1, 1:, :1 dalam gram dengan timbangan neraca dengan massa keseluruhan 8 gram.. Campuran jerami dan sabut kelapa ditambahkan perekat sebagai perekat dengan massa 1 gram dan air untuk mempermudah pencampuran 14 gram. 3. Campuran yang telah jadi dipress dalam alat press hidrolik hingga ketebalan. selama menit. 4. Bahan yang telah di press kemudian di keringkan di bahan sinar matahari hingga kering. D. Bahan pencampuran jerami dan sabut kelapa 1. Bahan yang telah dipress mencapai 1 dan telah dikeringkan mengembang dan mencapai ketebalan 1,. Bahan yang telah dipress mencapai dan telah dikeringkan mengembang dan mencapai ketebalan, Gambar 4 bahan pencampuran jerami dan sabut kelapa a. ditekan hingga atas dan 1 bawah b. perbandingan jerami dan sabut kelapa, 1:1, :1dan 1: urut dari kiri Proses Pengujian Pengujian bahan absorpsi menggunakan metode tabung impedansi termasuk dalam pengukuran menggunakan metode tak langsung. Adapun prosedur pengujian bahan absorpsi dilakukan dengan urutan langkah sebagai berikut: 1. Merangkai peralatan seperti pada gambar berikut: Audio Generator (PM 11 RC Generator) Specim en Set Peralatan Tabung Impedansi Amplif ier Komp uter Gambar Susunan Peralatan untuk Menguji Bahan Absorpsi.. Menyalakan semua alat (audio generator, amplifier, dan komputer). 3. Mengatur frekuensi pada audio generator pada frekuensi 1 Hz. 4. Menempatkan specimen (bahan absorpsi) pada ujung tabung impedansi seperti Gambar. Menggeser pipa penyelidik sedikit demi sedikit dengan cara menggeser penyangga beroda hingga pembacaan pada komputer menunjukkan sinyal amplitudo maksimum dan minimum secara bergantian. 6. Mencatat nilai tingkat tekanan maksimum dan minimum yang terbaca di layar komputer serta posisi mikrofon yang dapat dilihat pada mistar.. Mengulangi pengukuran seperti langkah di atas untuk frekuensi 1Hz, Hz, Hz, 1 Hz,dan Hz 8. Menghitung nilai koefisien absorpsi dari data yang diperoleh. 4
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Data bahan yang telah dibuat Dari dari langkah langkah yang ada pada metodologi didapatkan kondisi bahan sebagai berikut Speci men JK 1:1 (1, ) JK :1 (1, ) JK 1: (1, ) JK 1:1 (, ) JK :1 (, ) JK 1: (, ) Tabel 1. Data Kondisi Bahan Absorber D Keterangan : JK tebal masa gram V 3 Krap atn g/ 3 1.8 1. 49 4.8. 1.8 1. 48.8 4.8. 1.8 1. 1.1 4.8.1 1.8. 138. 49.1.8 1.8. 149.3 49.1.3 1.8. 143. 49.1.9 : bahan absorpsi dari pencampuran jerami dan sabut kelapa Selain itu juga diperoleh data kondisi bahan pembanding yang digunakan, dalam hal ini Rockwool seperti pada tabel. Tabel. Data Kondisi Bahan Pembanding Specim en D tbal massa gram V 3 Kraptn g/3 Rw 1, 1. 19. 1.8.4 1.3 Rw, 1.8. 3. 39.. Keterangan : Rw : bahan absorpsi dari rockwool Nilai Koefisien Absorpsi Data dari pengujian tabung impedansi yang berupa tekanan bunyi maksimum dan minimum kemudian dihitung mengunakan perhitungan Australian Standart (193-196) untuk mengetahui nilai koefisien absorbsinya. Setelah dilakukan perhitungan didapatkan dilai koefisien dari tiap-tiap sampel bahan pencampuran jerami dan sabut kelapa seperti ditujukkan pada tabel berikut. Tabel 3. Nilai Koefisien Absorpsi Normal Setiap Bahan Absorber dari pencampuran jerami dan sabut kelapa Freku ensi 1:1 (Hz) 1, 1.3.4.4 4 1.4 1.44 jerami : Sabut Kelapa :1 1,.9 6.4 1.43. 6.4 1: 1,.3 3.48.4.3 4.41 1:1,.3 8.3.44 9.49 8.43 :1,.9 9.48.4 3.4 9.39 1:,.36. 6.4.4.4 Tabel 4. Nilai Koefisien Absorpsi Normal Setiap Bahan Absorber dari rockwool rockwool Frekuensi (Hz) RW 1, RW, 1.488.614.44.81.39.416 1.98.383..38 Kurva Koefisien Absorpsi Bahan dari Pencampuran jerami dan Sabut Kelapa dengan ketebalan 1, Grafik 1. Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1, 1:, :1, tebal 1,
Pada grafik 1 Koefisien absorbsi yang bagus pada frekuensi rendah (1Hz-Hz) adalah pencampuran jerami dan sabut kelapa 1:. Dan frekuensi menengah (Hz-Hz)adalah perbandingan jerami dan sabut kelapa :1 pada ketbalan 1,. Kurva Koefisien Absorpsi Bahan dari Pencampuran jerami dan Sabut Kelapa dengan ketebalan, Grafik 4. Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal Grafik 4 dari grafik terlihat semakin tebal bahan maka semakin besar koefisien absorbsi, namun semakin tinggi frekuensi koefisien absorbsi menurun terlihat pada frekuensi Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK :1 tebal 1, dan JK tebal, Grafik. Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1, 1:, :1, tebal, Grafik Koefisien absorbsi yang bagus pada frekuensi rendah (1Hz-Hz) adalah pencampuran jerami dan sabut kelapa 1:. Dan frekuensi menengah (Hz-Hz) adalah perbandingan jerami dan sabut kelapa 1:1 pada ketbalan,. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan rockwol dengan ketebalan 1, dan ketebalan, Grafik Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal Grafik dari grafik terlihat semakin tebal bahan maka semakin besar koefisien absorbsi, namun semakintinggi frekuensi koefisien absorbsi menurun terlihat pada frekuensi 1Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK 1: dengan ketebalan 1, dan JK tebal, Grafik 3. Koefisien Absorpsi Bahan dari RW 1, dan, Grafk 3 bahan yang terbuat dari rockwool semakin tebal bahan maka akan semakin besar koefisien absorsi dari bahan. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK 1:1 dengan ketebalan 1, dan JK ketebalan, Grafik 6 Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal 6
Grafik 6 dari grafik terlihat semakin tebal bahan maka semakin besar koefisien absorbsi, namun semakintinggi frekuensi koefisien absorbsi menurun terlihat pada frekuensi 1Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK 1:1 dengan ketebalan1, dan bahan rockwoll tebal 1, Grafik Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal Grafik rockwool pada frekuensi rendah memiliki koefisien absorbsi paling tinggi namun ketika frekuensi ditinggikan pencampuran jerami dan sabut kelapa memiliki koefisien absorbsi lebih tinggi mulai terlihat pada frekuensi Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK :1 ketebalan 1, dan bahan rockwool ketebalan 1, Grafik 8 Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal Grafik 8 rockwool pada frekuensi rendah memiliki koefisien absorbsi paling tinggi namun ketika frekuensi ditinggikan pencampuran jerami dan sabut kelapa memiliki koefisien absorbsi lebih tinggi mulai terlihat pada frekuensi Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK 1: ketebalan 1, dan bahan rockwool ketebalan 1, Grafik 9 Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal Grafik 9 rockwool pada frekuensi rendah memiliki koefisien absorbsi paling tinggi namun ketika frekuensi ditinggikan pencampuran jerami dan sabut kelapa memiliki koefisien absorbsi lebih tinggi mulai terlihat pada frekuensi Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK 1:1 ketebalan, dan bahan rockwoll ketebalan, Grafik 1 Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal Grafik 1 rockwool pada frekuensi rendah memiliki koefisien absorbsi paling tinggi namun ketika frekuensi ditinggikan pencampuran jerami dan sabut kelapa memiliki koefisien absorbsi lebih tinggi mulai terlihat pada frekuensi Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK :1 ketebalan, dan bahan rockwool ketebalan, Grafik 11 Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal
Grafik 11 rockwool pada frekuensi rendah memiliki koefisien absorbsi paling tinggi namun ketika frekuensi ditinggikan pencampuran jerami dan sabut kelapa memiliki koefisien absorbsi lebih tinggi mulai terlihat pada frekuensi Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari bahan JK 1: ketebalan, dan bahan rockwool ketebalan, Grafik 1. Koefisien Absorpsi Bahan dari JK 1:1 tebal Grafik 1 rockwool pada frekuensi rendah memiliki koefisien absorbsi paling tinggi namun ketika frekuensi ditinggikan pencampuran jerami dan sabut kelapa memiliki koefisien absorbsi lebih tinggi mulai terlihat pada frekuensi Hz. Kurva Koefisien Absorpsi dari keseluruhan bahan Grafik 13. Koefisien Absorpsi keseluruhan Bahan Grafik 13. Dapat dilihat dari grafik pada frekuensi rendah di bawah 3Hz rockwoll yang memiliki koefisien absorpsi paling besar. Akan tetapi ketika pada frekuensi sekitar 3Hz ke atas pencampuran jerami dan sabut kelapa dengan perbandingan 1: yang memiliki koefisien absorpsi paling besar..kesimpulan DAN SARAN.1. Kesimpulan Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diambil simpulan sebagai berikut : 1. Kondisi bahan pencampuran jerami dan sabut kelapa yang baik untuk frekuensi rendah adalah dengan perbandingan 1: (massa jerami 1 dan massa sabut kelapa ) dimana massa jerami lebih sedikit dibandingkan dengan massa sabut kelapa.. Frekuensi di atas 3 pencampuran jerami dan sabut kelapa mampu sebagai penganti bahan absorber yang terbuat dari rockwool. 3. Pengaruh ketebalan pada koefisien absorpsi, ketika pada frekuensi rendah (1Hz Hz)semakin tebal bahan maka koefisien absorpsi semakin meningkat. Akan tetapi ketika pada frekuensi menengah (Hz Hz) koefisien absorpsi semakin menurun. DAFTAR PUSTAKA F. Alton Everest. The Master Handbook Of Acoustics. New York San Francisco Washington, D.C. Hamdri, E.I.. Perancangan dan Pembuatan Tabung Impedansi sebagai Alat Ukur Koefisien Absorpsi Suatu Bahan. Study Literatur. FMIPA Fisika ITS. Surabaya. Lam, Y.M. 199. Acoustic of Enclosed Spaces. Universitas Salford Prasetio, L. 3. Akustik. FMIPA Fisika. ITS. Surabaya. Russell, D.A. Absorption Coefficients and Impedance. <URL:http://www.gmi.edu/~drussell/GMI- Acoustics/Absorp tion.html >. Suhedi, F., Lasino, dan Effendi, A.H.. Metode Pengujian Penyerapan Bunyi Pada Bahan Akustik Dengan Metode Tabung. Pusat Penelitian dan Pengembangan Lingkungan. Badan Litbang PU. Departemen Pekerjaan Umum. RSNI T- -. 8