Resume Mata Kuliah Akustik Laut

             Kita sebagai mahasiswa kelautan dan sebagai penduduk yang tinggal di suatu negara kepulauan perlu mempelajari akustik kelautan. Mengapa???  Karena laut sangat luas dan dalam serta dinamis, semakin modern dunia semakin canggih alat-alat yang digunakan manusia bahkan bisa menjelajahi planet lain, tetapi dari sekian banyak alat canggih belum ada alat yang dapat membuat manusia dapat menjelajahi laut secara aman. Untuk saat ini metode yang paling tepat adalah dengan menggunakan metode akustik. Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut dengan memepertimbangkan proses-proses perambatan suara, karakteristik suara, faktor lingkungan dan kondisi target.  Metode akustik dilakukan pertama kali dengan menggunakan lonceng untuk mengetahui kedalaman laut. Dengan memanfaatkan kecepatan suara yang dihasilkan lonceng kita dapat mengukur kedalaman perairan. Kecepatan energi suara di perairan dapat mencapai 1500 m/s. Hal ini dapat dibuktikan dengan  melakukan perhitungan kecepatan rambat suara dengan rumus :

C = 1449.2 + 4.6T – 0.055T² + 0.00029T³ + (1.34 – 0.010T) (S – 35) + 0.016z

Dimana kecepatan rambat suara bergantung pada kompresibilitas dan densitas. Di dalam laut K dan ρ bergantung juga pada suhu, salinitas dan tekanan. Dimana bila suhu bertambah maka densitas akan berkurang dan akibatnya kecepatan rambat suara (C) akan bertambah. Makin tinggi suhu makin cepat perambatan suaranya. Di lapisan permukaan pertambahan C akibat pertambahan suhu adalah 3 m/sec/^oC. Pengurangan kompresibilitas akibat pertambahan salinitas lebih besar efeknya terhadap C daripada penambahan densitas akibat penambahan salinitas pada peningkatan kecepatan rambat suara. Energi suara yang dihasilkan berupa energi elektrik yang diubah menjadi energi mekanik yang pada saat mengenai target akan dikembalikan dalam bentuk echo yang nanti akan dikembalikan ke receiver. Prinsip ini merupakan prinsip dari hidroakusitk.  

Hidroakustik merupakan suatu teknologi akustik bawah air yang pada awalnya digunakan untuk kepentingan militer dan berkembang pesat untuk menunjang kegiatan non-militer seperti eksplorasi dan eksploitsai sumberdaya laut. Teknologi akustik ini menggunakan gelombang suara yang dalam dunia navigasi disebut Sonar atau Echosounder. Sonar (Sound Navigation and Ranging) merupakan teknik yang menggunakan propagasi suara (biasanya air) untuk menelusuri, berkomunikasi dengan atau mendeteksi kapal lain. Ada dua jenis sonar, yaitu :

·         Sonar pasif

Sonar pasif merupakan perangkat mendengarkan yang menggunakan hydrophone (mikrofon bawah air) yang menerima, memperkuat, dan proses suara bawah air. Beberapa manfaat sonar aktif adalah untuk mendengarkan ledakan bawah air (gempa bumi, letusan gunung berapi, suara aktivitas ikan, aktivitas kapal) dan untuk mendeteksi kondisi bawah air.

·         Sonar aktif

Sonar aktif mengirimkan sinyal akustik dan mendeteksi refleksi dari benda-benda sekitar. Adapun manfaat dari sonar aktif adalah untuk mengukur jarak dan arah dari objek yang dideteksi dan ukuran relatifnya dengan menghasilkan pulsa suara dan mengukur waktu tempuh dari pulsa.

Ada beberapa kejadian yang menarik yang terjadi yang berhubungan dengan akustik laut, diantaranya yaitu :

·         Sound channel

Sound channel atau kanal suara merupakan lapisan dimana kecepatan suara minimum dimana lapisan ini terletak di bawah lapisan thermocline. Hal ini dapat terjadi karena di lapisan thermocline terjadi pengurangan C sementara di bawah lapisan thermocline terjadi penambahan C. 

Gambar 1. Sound channel

Sumber : ppt mata kuliah akustik laut

·         Atenuasi Gelombang Suara

Atenuasi gelombang suara terbagi menjadi 2 yaitu penyerapan dan penghamburan. Penyerapan terjadi karena dipengaruhi oleh sifat viskositas air laut, sedangkan penghamburan terjadi karena adanya partikel-partikel padat yang melayang di dalam air laut.

·         Refraksi gelombang suara

Suatu gelombang yang melewati bidang batas antara dua medium maka sebagian gelombang akan dipantulkan dan sebagian lagi akan mengalami pembelokan arah dari arah semula, bergantung pada mediumnya.

·         Shadow zone

Jika sumber suara ditempatkan di mixed layer maka sebagian dari sinar gelombang suara akan dibelokkan ke arah permukaan karena adanya pertambahan kecepatan suara di mixed layer dan sebagian dibelokkan kearah bawah karena kecepatan suara berkurang di lapisan termoklin. Pemisahan sinar gelombang suara ini membentuk daerah yang tidak dilalui oleh sinar gelombang suara yang kita kenal dengan Shadow zone. Daerah ini dapat digunakan kapal selam untuk bersembunyi.

Gambar 2. Shadow zone

Sumber : ppt mata kuliah Akustik laut

Ada beberapa acoustic instrument yang sudah sering digunakan, diantaranya yaitu ECHOSOUNDE, FISHFINDER, SONAR dan ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler). ADCP merupaka alat yang digunakan untuk mengukur arus dan sebaran plankton. Pengoperasian ADCP ini berprinsip pada efek doppler dimana semakin dekat sumber suara semakin kencang suaranya. ADCP  dapat menghitung secara lengkap, arah frekuensi gelombang spektrum, dan dapat dioperasikan di daerah dangkal dan perairan dalam. Salah satu keuntungan ADCP adalah, tidak seperti directional wave buoy, ADCP dapat dioperasikan dengan resiko yang kecil atau kerusakan. Sebagai tambahan untuk frekuensi gelombang spektral, ADCP juga dapat digunakan untuk menghitung profil kecepatan dan juga level air.

Gambar 3. ADCP

Sumber : act-us.info dan tryfan.ucsd.edu

Sumber: Mata kuliah Akustik Laut oleh Bpk. Noir Purba