Peranan Teknologi Akustik Bawah Air Hydro Acoustics_ Dalam Ekplorasi Dan Eksploitasi Sumberdaya Laut...

Peranan teknologi akustik bawah air (hydroacoustics) dalam ekplorasi dan eksploitasi sumberdaya laut dan perikanan

PERANAN TEKNOLOGI AKUSTIK BAWAH AIR (HYDROACOUSTICS) DALAM EKPLORASI DAN EKSPLOITASI SUMBERDAYA LAUT

DAN PERIKANAN

Oleh

Maman Hermawan

ABSTRAK

Teknologi akustik bawah air biasa disebut hydroacoustic atau underwater acoustics yang semula ditujukan untuk kepentingan militer telah berkembang dengan sangat pesat dalam menunjang kegiatan non-militer. Dengan teknologi mutahir, teknologi akustik bawah air dapat digunakan untuk kegiatan penelitian, survey kelautan dan perikanan baik laut wilayah pesisir maupun laut lepas termasuk laut dalam bahkan dapat digunakan diperairan dengan kedalaman sampai dengan 6000 meter. Teknologi akustik bawah air dapat digunakan untuk mendeteksi sumberdaya hayati dan non-hayati baik termasuk survey populasi ikan yang relatif lebih akurat, cepat dan tidak merusak lingkungan dibandingkan dengan teknik lain seperti metode statistik dan perhitungan pendaratan ikan di pelabuhan (fish landing data).

Key word: underwater acoustics, penelitian, sumberdaya hayati, non-hayati.

PENDAHULUAN

Indonesia sebagai negara maritim yang dua per tiga wilayahnya terdiri

dari laut dengan luas kira-kira 5.800.000 km2, berada pada posisi silang antara

Samudera Hindia dan Samudera Pasifik. Dalam pengelolaannya, perairan

Indonesia dibagi dalam sembilan wilayah pengelolaan perikanan dan kelautan

dengan penamaan tertentu, misalnya Laut Banda, Laut Arafura, Laut Sulu, Laut

Jawa dan seterusnya. Setiap area perairan tersebut mempunyai karakter yang

berbeda satu sama lainnya demikian pula perbedaan dengan laut wilayah

subtropis. Hal ini ditentukan oleh kondisi geografis masing-masing area perairan,

pola arus, perubahan temperatur dan salinitas, kedalaman air dan lain-lain.

Kondisi keberagaman tofografis, kedalaman terlebih lagi berada pada kawasan

tropis mengakibatkan melimpahnya sumberdaya yang beragam pula.

Potensi sumberdaya laut di Indonesia sangatlah besar yang mencakup

potensi sumberdaya hayati dan non-hayati. Sumberdaya laut tersebut sampai


sekarang belum secara maksimal dapat dieksplorasi dan dieksploitasi selain

minyak dan gas bumi pada sektor sumberdaya non hayati. Demikian pula pada

sektor sumberdaya hayati laut, eksplorasi dan eksploitasi terhadap ikan-ikan laut

dan sejenisnya membutuhkan kearifan disamping teknologi canggih namun tidak

merusak lingkungannya.

Untuk menunjang eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya laut, dapat

digunakan teknologi akustik bawah air (underwater acoustics). Teknologi ini

dikenal luas dengan sebutan teknologi akustik yang tidak lain adalah

penggunaan gelombang suara yang dalam dunia navigasi disebut Sonar atau

Echosounder dan sejenisnya. Dengan pendekatan fungsi, Sonar atau Echo

sounder pada teknologi navigasi dapat disetarakan dengan penggunaan Radar

untuk pendeteksian objek di permukaan air.

Secara teoritis Akustik (acoustic) adalah teori tentang gelombang suara

dan perambatannya di suatu medium. Akustik yang dibahas disini mediumnya

adalah air dan jenis peralatan akustik yang dibahas disini adalah Sonar dan Echo

Sounder.

SEJARAH PENGGUNAAN AKUSTIK BAWAH AIR

Salah satu referensi bahwa sinyal suara sudah digunakan bahwa mulai

sekitar tahun 1490 berasal 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 mak 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).


Penggunaan akustik bawah air mulai berkembang pesat pada saat

pecahnya Perang Dunia pertama terutama untuk pendeteksian kapal selam

dengan penempatan 12 hydrophone (yang setara dengan microphone untuk

penggunaan didarat) yang diletakan memanjang di bawah kapal laut untuk

mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam. Setelah Perang

Dunia I, perkembangan penggunaan akustik bawah air berjalan dengan lambat

dan hanya terkonsentrasi pada aplikasi untuk militer. Setelah pecah perang

Dunia II, kembali pengguanaan akustik bawah air berkembang dengan pesat.

Penggunaan torpedo yang menggunakan sinyal akustik untuk mencari kapal

musuh adalah penemuan yang hebat pada jaman itu.

Setelah selesainya Perang Dunia II, kembali pengguanaan akustik bawah

air berkembang sangat pesat, bukan saja untuk kepentingan militer tapi juga

untuk kepentingan non-militer diataranya 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 dekade tahun tujuh puluhan barulah secara intensif diterapkan

dalam pendeteksian dan pendugaan stok ikan, yakni dengan dikembangkannya

analog echo-integrator dan echo counter. Perkembangan yang menyolok ini tidak

hanya di Inggris tetapi juga di Norwegia, Amerika, Jepang, Jerman dan

sebagainya.

Kemudian setelah diketemukan 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.


PENGGUNAAN DALAM EKSPLORASI LAUT DAN PERIKANAN

Secara garis besar pengunaan akustik bawah air dalam kelautan dan

perikanan dapat dikelompokkan menjadi lima yakni untuk survey, bududaya

perairan, penelitian tingkah laku ikan, mempelajari penampilan dan selektifitas

alat-alat penangkapan ikan dan lain-lain.

Dalam survey kelautan dapat digunakan untuk menduga spesies ikan,

menduga ukuran individu ikan, kelimpahan/stok sumberdaya hayati laut (plankton

dan ikan).

Aplikasi dalam budidaya perairan dapat digunakan dalam

penentuan/pendugaan jumlah biomass dari ikan dalam jaring/ kurungan

pembesaran (penned fish/enclosure), untuk menduga ukuran individu ikan dalam

jaring/kurungan dan untuk memantau tingkah laku ikan (dengan telemetering

tags), khususnya aktifitas makan (feeding activity).

Sedangkan dalam penelitian tingkah laku ikan dapat digunakan untuk

pergerakan/migrasi ikan (vertical dan horizontal) dan orientasi ikan (tilt angel),

reaksi menghindar (avoidance) tewrhadap gerak kapal dan alat penangkapan

ikan, respon terhadap rangsangan (stimuli) cahaya, suara, listrik, hydrodinamika,

kimia, mekanik dan sebagainya.

Untuk kegiatan aplikasi studi penampilan dan slektifitas alat penangkapan

ikan terutama dalam studi pembukaan mulut trawl, kedalam, posisi dan

sebagainya. Dalam slektifitas penangkapan (prosentase ikan yang tertangkap

terhadap yang terdeteksi didepan mulut trawl atau didalam lingkaran purse

seine).

Kegiatan lain yang dapat dikaji dengan teknologi akustik bawah air adalah

sifat sifat-sifat akustik dari air laut dan obyek bawah air, pendeteksian kapal

selam dan obyek-obyek lainya.


APLIKASI FISHFINDER HYDRO-ACOUSTIC DALAM TEKNOLOGI

PENCARIAN IKAN

Hydro-acoustic merupakan suatu teknologi pendeteksian bawah air

dengan menggunakan perangkat akustik (acoustic instrument), antara lain;

ECHOSOUNDER, FISHFINDER, SONAR dan ADCP (Acoustic Doppler Current

Profiler). 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).

Suara yang dipancarkan tersebut akan mengenai obyek (target), kemudian suara

itu akan dipantulkan kembali oleh obyek (dalam bentuk echo) dan diterima

kembali oleh alat transducer. Echo tersebut diubah kembali menjadi energi listrik;

lalu diteruskan ke receiver dan oleh mekanisme yang cukup rumit hingga terjadi

pemprosesan dengan menggunakan echo signal processor dan echo integrator.

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).

Kelebihan lain adalah tidak perlu bergantung pada data statistik. Serta

tidak berbahaya atau merusak objek yang diteliti (friendly), karena pendeteksian

dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan suara (underwater sound).

Menurut MacLennan and Simmonds (1992) hasil estimasi populasi adalah nilai

absolut. Hydro-acoustic dapat digunakan dalam mengukur dan menganalisa

hampir semua yang terdapat di kolom dan dasar air, aplikasi teknologi ini untuk

berbagai keperluan antara lain adalah; eksplorasi bahan tambang, minyak dan


energi dasar laut (seismic survey), deteksi lokasi bangkai kapal (shipwreck

location), estimasi biota laut, mengukur laju proses sedimentasi (sedimentation

velocity), mengukur arus dalam kolom perairan (internal wave), mengukur

kecepatan arus (current speed), mengukur kekeruhan perairan (turbidity) dan

kontur dasar laut (bottom contour).

Saat ini, hydro-acoustic memiliki peran yang sangat besar dalam sektor

kelautan dan perikanan, salah satunya adalah dalam pendugaan sumberdaya

ikan (fish stock assessment). Teknologi hydro-acoustic dengan perangkat

echosounder dapat memberikan informasi yang detail mengenai kelimpahan

ikan, kepadatan ikan sebaran ikan, posisi kedalaman renang, ukuran dan

panjang ikan, orientasi dan kecepatan renang ikan serta variasi migrasi diurnal-

noktural ikan. Saat ini instrumen akustik berkembang semakin signifikan, dengan

dikembangkannya varian yang lebih maju, yaitu Multibeam dan Omnidirectional.

Perangkat Echosounder memiliki berbagai macam tipe, yaitu single beam, dual

beam.

Metode hydro-acoustic merupakan suatu usaha untuk memperoleh

informasi tentang obyek di bawah air dengan cara pemancaran gelombang suara

dan mempelajari echo yang dipantulkan. Dalam pendeteksian ikan digunakan

sistem hidroakustik yang memancarkan sinyal akustik secara vertikal, biasa

disebut echo sounder atau fish finder (Burczynski, 1986).

Penggunaan metode hydro-acoustic mempunyai beberapa kelebihan (Arnaya,

1991), diantaranya :

1. Berkecepatan tinggi ;

2. Estimasi stok ikan secara langsung dan wilayah yang luas dan dapat

memonitor pergerakan ikan ;

3. Akurasi tinggi ;

4. Tidak berbahaya dan merusak sumberdaya ikan dan lingkungan, karena

frekwensi suara yang digunakan tidak membahayakan bagi si pemakai alat

maupun obyek yang disurvei.


Penggunaan teknologi ini sangat membantu dalam pencarian

sumberdaya ikan yang baru, sehingga akan mempercepat pengambilan

keputusan atau kebijakan, terutama untuk menetapkan daerah penangkapan

ikan agar potensi ikan dapat dipertahankan (Riani, 1998).

Keterpaduan semua metode di atas dapat dilakukan dengan adanya

kerjasama diantara pihak-pihak terkait. Citra yang diperoleh melalui satelit

penginderaan jauh, misalnya dianalisis di Lembaga Penerbangan dan Antariksa

Nasional (LAPAN) atau di instansi terkait lainnya. Data yang dihasilkan

merupakan informasi dasar terhadap penentuan daerah potensi ikan. Data dan

informasi juga dapat diperoleh melalui hasil survei akustik pada perairan yang

sama selama beberapa waktu pengamatan, sehingga diharapkan dapat

menghasilkan informasi yang lebih akurat tentang keberadaan ikan yang menjadi

tujuan penangkapan. Informasi ini kemudian disampaikan kepada pihak

pengguna, misalnya nelayan atau pengusaha penangkap ikan dalam melakukan

operasi penangkapan sehingga kapal-kapal ikan dapat begerak ke daerah yang

dimaksud, sehingga dengan demikian dapat menekan biaya operasional kapal-

kapal tersebut.

Menurut Arnaya (1991) Kegunaan lain dari akustik bawah air adalah

untuk penentuan kedalaman air dalam pelayaran, jenis dan komposisi dasar laut

(lumpur, pasir, kerikil, karang dan sebagainya), untuk penentuan contour dasar

laut, lokasi kapal berlabuh atau pemasangan bangunan laut, untuk eksplorasi

minyak dan mineral didasar laut, mempelajari proses sedimentasi dan untuk

pertahanan keamanan (pendeteksian kapal-kapal selam dengan pemasangan

buoy-system)


PENERAPAN TEKNOLOGI AKUSTIK BAWAH AIR UNTUK EKSPLORASI

DAN EKSPLOITASI SUMBERDAYA NON-HAYATI LAUT

a. Pengukuran Kedalaman Dasar Laut (Bathymetry)

Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional

Depth Echo Sounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari

perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Dengan

pertimbangan sistim Side-Scan Sonar pada saat ini, pengukuran kedalaman

dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pemetaan

dasar laut (Sea Bed Mapping) dan pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen

dibawah dasar laut (subbottom profilers).

b. Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom

Profilers)

Seperti telah disebutkan diatas bahwa dengan teknologi akustik bawah

air, peralatan side-scan sonar yang mutahir dilengkapi dengan subbottom

profilers dengan menggunakan prekuensi yang lebih rendah dan sinyal impulsif

yang bertenaga tinggi yang digunakan untuk penetrasi kedalam lapisan-lapisan

sedimen dibawah dasar laut. Dengan adanya klasifikasi lapisan sedimen dasar

laut dapat menunjang dalam menentukkan kandungan mineral dasar laut dalam.

Dengan demikian teknologi akustik bawah air dapat menunjang esplorasi

sumberdaya non hayati laut.

c. Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping)

Dengan teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut, dapat

mengahsilkan tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Dengan teknologi

akustik bawah air yang canggih ini dan dikombinasikan dengan data dari

subbottom profilers, akan diperoleh peta dasar laut yang lengkap dan rinci. Peta

dasar laut yang lengkap dan rinci ini dapat digunakan untuk menunjang

penginterpretasian struktur geologi bawah dasar laut dan kemudian dapat

digunakan untuk mencari mineral bawah dasar laut.


d. Pencarian kapal-kapal karam didasar laut

Pencarian kapal-kapal karam dapat ditunjang dengan teknologi side-scan

sonar baik untuk untuk kapal yang sebagian terbenam di dasar laut ataupun

untuk kapal yang keseluruhannya terbenam dibawah dasar laut. Dengan

teknologi ini, lokasi kapal karam dapat ditentukan dengan tepat. Teknologi

akustik bawah air ini dapat menunjang eksplorasi dan eksploitasi dalam bidang

Arkeologi bawah air (Underwater archeology) dengan tujuan untuk mengangkat

dan mengidentifikasikan kepermukaan laut benda-benda yang dianggap

bersejarah.

e. Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut.

Dengan diperolehnya peta dasar laut secara tiga dimensi dan ditunjang

dengan data subbottom profiler, jalur pipa dan kabel sebagai sarana utama atau

penunjang dapat ditentrukan dengan optimal dengan mengacu kepada peta

geologi dasar laut. Jalur pipa dan kabel tersebut harus melalui jalur yang secara

geologi stabil, karena sarana-sarana tersebut sebagai penunjang dalam

eksplorasi dan eksploitasi di Laut.

f. Analisa Dampak Lingkungan di Dasar Laut

Teknologi akustik bawah air Side-Scan Sonar ini dapat juga menunjang

analisa dampak lingkungan di dasar laut. Sebagai contoh adalah setelah

eksplorasi dan ekploitasi sumber daya hayati di dasar laut dapat dilakukan, Side-

Scan Sonar dapat digunakan untuk memonitor perubahan-perubahan yang

terjadi disekitar daerah eksplorasi tersebut. Pemetaan dasar laut yang dilakukan

setelah eksplorasi sumber daya non-hayati tersebut, dapat menunjang analisa

dampak lingkungan yang telah terjadi yang akan terjadi.


KESIMPULAN

Teknologi akustik bawah air (underwater acoustics) merupakan salah

satu teknologi canggih yang dapat menunjang kegiatan eksplorasi dan

eksploitasi laut dengan memberikan data yang rinci dan akurat.

Dalam survey/penelitian akustik untuk pendugaan kelimpahan/stock ikan,

teknologi ini memberikan hasil yang lebih akurat karena tidak tergantung kepada

data statistik yang ada, data pendaratan ikan di pelabuhan (fish landing data)

dan tidak memerlukan enumartor yang terlalu banyak. Hal lain yang menjadi

pertimbangan penting bahwa teknologi ini dapat menyajikan data yang relatif

lebih cepat dan tidak merusak lingkungan wilayah penelitian.


REFERENSI

Arnaya, I.N. 1991. “Dasar-dasar Akustik. Diktat Kuliah Program Studi Ilmu dan

Teknologi Kelautan . Institut Pertanian Bogor.

Robert J. Urick. 1983. “Principle of Underwater Sound”, Peninsula Publishing,

Los Altos, California.

William S. Burdic 1991. “Underwater Acoustic System Analysis”, Prentice Hall,

New Jersey.

http://www.sinarharapan.co.id/berita/0501/19/ipt02.html

http://tumoutou.net/3_sem1_012/ke2_012.htm


Gambar 2. Penerapan akustik underwater

Prinsip pendeteksian dan interpretasi

Side Scan Sonar (SSS) dapat dipasang pada lunas kapal atau ditarik di belakang

kapal. Ilustrasi pemasangan SSS menggunakan towed body dapat dilihat pada

gambar 2 (a). Pada gambar tersebut terlihat bahwa SSS mentransmisikan pulsa

akustik secara menyamping terhadap arah perambatan. Dasar laut dan objek

merefleksikan kembali (backscatter) gelombang suara pada system sonar.

Instrumen SSS mendekati objek tiga dimensi dan menampilkan objek tersebut

dalam bentuk citra dua dimensi. Oleh karena itu, SSS tidak hanya menampilkan

objek, melainkan juga bayangan objek tersebut. Pembentukan objek bayangan

SSS di ilusrasikan pada gambar 2 (b).

Peranan teknologi akustik bawah air (hydroacoustics) dalam ekplorasi dan eksploitasi

Keterangan pada gambar 2

lintasan akustik, (2) sudut beam vertikal, (3) jarak akustik maksimum, (4) lebar

sapuan lintasan dasar laut, (5) jarak SSS dengan permukaan air, (6) jarak

pemisah antara port channel dan starboard channel, (7) leba

(8) panjang bayangan akustik yang disesuaikan dengan tinggi target, (A) area

sebelum pengambilan first bottom (pada daerah ini tidak ada suara yang

dihamburkan dan ditandai dengan warna hitam), (B) dan (F) tekstur dasar laut,

(C) sudut objek yang bersifat sangat memantulkan dengan intensitas yang paling

terang, (D) objek yang memantulkan dan (E) bayangan dari target akustik (tidak

ada pantulan disini)

Gambar 2 (a) Ilustrasi penerapan Side Scan Sonar

Gambar 2 (b) Ilustrasi penerapan Si


Keterangan pada gambar 2 adalah sebagai berikut. (1) nilai kedalaman dari



pemisah antara port channel dan starboard channel, (7) lebar beam horizontal,




bjek yang bersifat sangat memantulkan dengan intensitas yang paling


Gambar 2 (a) Ilustrasi penerapan Side Scan Sonar

Gambar 2 (b) Ilustrasi penerapan Side Scan Sonar


berikut. (1) nilai kedalaman dari



r beam horizontal,




bjek yang bersifat sangat memantulkan dengan intensitas yang paling


Peranan Teknologi Akustik Bawah Air Hydro Acoustics_ Dalam Ekplorasi Dan Eksploitasi Sumberdaya Laut...

Documents

Transcript of Peranan Teknologi Akustik Bawah Air Hydro Acoustics_ Dalam Ekplorasi Dan Eksploitasi Sumberdaya Laut...