Makalah Falsafah Sains (PPs 702)

Program Pasca Sarjana / S3

Institut Pertanian Bogor

December 2002

Dosen:

Prof Dr Ir Rudy C Tarumingkeng (Penanggung Jawab)

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

Oleh

MAMAN HERMAWAN

NRP. C561020034

e-mail: maher_stp@hotmail.com

PROGRAM PASCA SARJANA TEKNOLOGI KELAUTAN

SUB PROGRAM PERENCANAAN PEMBANGUNAN KELAUTAN DAN PERIKANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

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.

1. 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 denagn 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.

2. 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.

3. 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.

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)

4. 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.

6. 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 pertmbangan penting bahwa teknologi ini dapat menyajikan data yang relatif lebih cepat dan tidak merusak lingkungan wilayah penelitian.

7. Referensi

1. Arnaya, I.N. 1991. “Dasar-dasar Akustik. Diktat Kuliah Program Studi Ilmu dan Teknologi Kelautan . Institut Pertanian Bogor.

2. Robert J. Urick. 1983. “Principle of Underwater Sound”, Peninsula Publishing, Los Altos, California.

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