Akustik Kelautan

Definisi Akustik

          Kata "akustik" berasal dari kata Yunani ακουστικός (akoustikos), yang berarti "dari atau untuk pendengaran, siap untuk mendengar" dan bahwa dari  ἀκουστός (akoustos), "dengar, terdengar", yang merupakan kata kerja ἀκούω (akouo), "saya mendengar". Akustik adalah ilmu interdisipliner yang berkaitan dengan studi dari semua gelombang mekanik dalam gas, cairan, dan padatan termasuk getaran, USG, suara, dan infrasonik. Akustik sendiri memiliki definisi sebagai teori gelombang suara dan perambatannya pada suatu medium. Seorang ilmuwan yang bekerja di bidang akustik adalah acoustician sementara seseorang yang bekerja di bidang teknologi akustik dapat disebut seorang insinyur akustik. Penerapan akustik dapat dilihat di hampir semua aspek masyarakat modern dengan yang paling jelas adalah industri audio.

Akustik kelautan merupakan satu bidang kelautan yang mendeteksi target di kolom perairan dan dasar perairan dengan menggunakan suara sebagai mediannya. Akustik kelautan merupakan teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium air laut.

Akustik dibagi menjadi dua macam, yang pertama yaitu akustik pasif merupakan suatu aksi mendengarkan gelombang suara yang datang dari berbagai objek pada kolom perairan, biasanya suara yang diterima pada frekuensi tertentu ataupun frekuensi yang spesifik untuk berbagai analisis.

Sedangkan akustik aktif memiliki arti yaitu dapat mengukur jarak dari objek yang dideteksi dan ukuran relatifnya dengan menghasilkan pulsa suara dan mengukur waktu tempuh dari pulsa tersebut sejak dipancarkan sampai diterima kembali oleh alat serta dihitung berapa amplitudo yang kembali. Akustik aktif memakai prinsip dasar SONAR untuk pengukuran bawah air.

Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut dengan mempertimbangkan proses-proses perambatan suara, karakteristik suara, faktor lingkungan, dan kondisi target. Kelebihan dari metode akustik ini, yaitu berkecepatan tinggi, estimasi stok ikan secara langsung, dan memproses data secara real time, tepat, dan akurat.

Hal-hal yang mendasari kita mempelajari akustik kelautan adalah laut yang begitu luas dan dalam (dinamis), manusia sudah pernah ke planet terjauh tetapi belum pernah ke laut terdalam, sehingga dibutuhkannya alat dan metode untuk melakukan pendeskripsian kolom dan dasar laut, dan saat ini metode yang paling baik adalah dengan menggunakan akustik.

Sejarah Perkembangan Akustik

Sejarah perkembangan akustik kelautan dimulai 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).

Perkembangan akustik yang sangat pesat pada saat Perang Dunia pertama terutama digunakan untuk pendeteksian kapal-kapal selam yang ada dibawah laut. Pendeteksian ini menggunakan 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 akustik kelautan cenderung stgnan ini dikarenakan pada saat itu belum adanya perkembangan lebih lanjut dan penggunakan akustik kelautan lebih difokuskan untuk keperluan militer. Pada saat Perang Dunia di mulai penggunakaan akustik kembali 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, akustik tidak hanya digunakan untuk keperluan militer saja, tetapi akustik banyak digunakan untuk keperluan non-militer diantaranya 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.

Keunggulan Metode Akustik

Dibandingkan dengan metode lain, khususnya dalam eksplorasi sumberdaya hayati laut atau pendugaan stok ikan Metode akustik memiliki beberapa Keunggulan komparatif, yakni :

a.         Berkecepatan tinggi (great speed), sehingga sering disebut "quick assessment method";

b.        Estimasi stok Ikan secara langsung (direct estimation) karena tidak tergantung dari statistik perikanan atau percobaan tagging dan secara langsung dilakukan terhadap target dari survai;

c.     Memungkinkan memperoleh dan memproses data secara "real-time", sehingga sangat membantu para pengambil keputusan/penentu kebijaksanaan dalam mempercepat pengambilan keputusan/ kebijaksanaan;

d.         Akurasi dan ketepatan (accuracy and precision) selain itu tidak berbahaya/merusak karena frekuensi suara digunakan tidak akan membahayakan.

Manfaat Akustik Kelautan

1.      Secara garis besar, penggunaan dari Motode akustik ini adalah sebagai berikut :

a.       Pada survai sumberdaya hayati laut:

-   untuk menduga spesies ikan,

-   untuk menduga ukuran dari ikan,

-   untuk menduga kemelimpahan (stok) ikan, plankton dan sebagainya.

b.      Pada budidaya perairan

-   untuk penentuan jumlah atau biomass ikan di dalam "Penned fish",

-   untuk pengukuran ukuran dari individu penned fish",

-   untuk memantau kesehatan dan aktivitas ikan dengan "telemetering tags".

c.       Pada studi tingkah laku ikan dan organisme laut lainnya :

-   pergerakan ikan (migrasi vertikal dan horizontal),

-   tingkah laku/orientasi (tilt angle),

-  reaksi  penghindaran   dari  kapal/alat  penangkapan  ikan  (avoidance

reactions),

-   respon terhadap stimuli.

d.      Pada penangkapan ikan

-   penampilan alat penangkapan ikan,

-   selektivitas alat penangkapan ikan

e.       Lain-lain, misalnya mempeiajari perambatan suara di air laut, sifat-sifat akustik dari air laut dan target/obyek di air laut, pendeteksian sumber suara dan komunikasi di air laut.

 Ruang Lingkup Penggunaan Akustik dalam Bidang Kelautan

Pada awalnya Acoustic System dikembangkan oleh Inggris pada masa pra-Perang Dunia II (PD II) dengan membuat ASDIC (Anti Sub-marine Detection Investigation Committee) yang terbukti sangat berguna bagi Angkatan Laut Negara-negara Sekutu pada PD II. Setelah PD II berakhir, penggunaan akustik semakin berkembang luas untuk tujuan damai dan ilmiah, antara lain digunakan untuk; mempelajari proses perambatan suara pada medium air, penelitian sifat-sifat akustik dan benda-benda yang terdapat pada suatu perairan, komunikasi dan penentuan posisi di kolom perairan. Selanjutnya perkembangan akustik semakin pesat pada awal dekade 70-an karena telah ditemukan Echo Integrator yang dapat menghasilkan nilai absolut untuk pendugaan dan estimasi bawah air.

Hydro-acoustic merupakan salah satu alat yang menggunakan sistem akustik, alat ini merupakan 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).

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.

            Selain hydro-acoustic ada lagi alat yang disebut Global Positioning System (GPS) yang menyediakan informasi posisi dan waktu secara terus menerus di berbagai tempat di bumi. Karena GPS dapat diakses oleh sejumlah user yang tidak terbatas, maka GPS adalah sebuah sistem yang pasif. Oleh karena itu, user hanya dapat menerima sinyal satelit dengan bantuan GPS receiver.

Penggunaan teknologi GPS sangat membantu pekerjaan - pekerjaan survey pemetaan, topografi, hydrografi, geologi, land survey, dan juga bisa dimanfaatkan sebagai alat bantu navigasi pencarian ikan. Bahkan ada beberapa tipe GPS yang digunakan untuk hobby. Seperti kegiatan memancing, mendaki gunung, travelling, serta olah raga.