PERANAN TEKNOLOGI AKUSTIK BAWAH AIR (HYDROACOUSTICS) DALAM EKPLORASI DAN EKSPLOITASI SUMBERDAYA LAUT DAN PERIKANAN
MAKALAH
Oleh:
Nanda
Rizki
110302035
MANAJEMEN
SUMBER DAYA PERAIRAN
MANAJEMEN
SUMBER DAYA PERAIRAN
F A K U L T A S P E R T A N I A N
UNIVERSITAS
SUMATERA UTARA
M E D
A N
2013
KATA
PENGANTAR
Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah saya ini. Makalah ini berjudul
Peranan Teknologi Akustik Bawah Air (Hydroacoustics) Dalam Ekplorasi Dan
Eksploitasi Sumberdaya Laut Dan Perikanan.
Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman mahasiswa program
studi Manajemen Sumberdaya Perairan tentang Penerapan Sistem Informasi Secara
Teknologi di Bidang Perikanan dan Kelautan.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada para dosen mata kuliah Sistem Informasi
Manajemen Sumberdaya Perairan yaitu Rusdi Leonard, SP., MSc yang telah membimbing penulis dalam pembuatan makalah ini. Demikianlah yang dapat penulis sampaikan,
terima kasih.
Medan, Maret 2013
PERANAN TEKNOLOGI AKUSTIK BAWAH
AIR (HYDROACOUSTICS) DALAM EKPLORASI DAN EKSPLOITASI SUMBERDAYA LAUT
DAN PERIKANAN
Oleh
NANDA RIZKI
110302035
MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
ABSTRAK
Teknologi akustik bawah air biasa disebut hydroacoustic atau 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).
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).
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).
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar