MATERIAL AKUSTIK

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Material Akustik
Material akustik adalah material teknik yang fungsi utamanya adalah untuk menyerap suara/bising. Tiap-tiap material akustik memiliki nilai kemampuan penyerapan bunyi yang berbeda-beda, seperti pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Koefisien penyerapan bunyi dari material akustik.
Sumber : (Doelle, Leslie L, 1993)
Frekuensi (Hz)
Material
150
250
500
1000
2000
4000
Gypsum board (13 mm)
Kayu
Gelas
Tegel geocoustic (81 mm)
Beton yang dituang
Bata tidak dihaluskan
Steel deck (150 mm)
0.29
0.15
0.18
0.13
0.01
0.03
0.58
0.10
0.11
0.06
0.74
0.01
0.03
0.64
0.05
0.10
0.04
2.35
0.02
0.03
0.71
0.04
0.07
0.03
2.53
0.02
0.04
0.63
0.07
0.06
0.02
2.03
0.02
0.05
0.47
0.09
0.07
0.02
1.73
0.03
0.07
0.40
2.2. Bunyi dan Kebisingan
Bunyi, secara psikologis, didefinisikan sebagai hasil dari variasi-variasi tekanan disuatu medium baik udara maupun air yang berlaku pada permukaan telinga yang mengubah variasi tekanan menjadi sinyal-sinyal elektrik dan diterima otak sebagai bunyi. Bunyi juga dapat didefinisikan sebagai gangguan fisik dalam media Universitas Sumatera Utara

yang memiliki tekanan dan sebagai medium pemindah gelombang bunyi. Medium ini dapat berupa udara, gas dan benda padat.
Menteri Negara Lingkungan Hidup dalam sebuah kepuusannya (No. Kep 48 /MENLH/11/1996 ; tentang baku tingkat kebisingan) mengistilahkan “ Kebisingan adalah bunyi yag tidak diinginkan dari usaha/kegiatan manusia dalam tingkat dan waktu tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan manusia dan kenyamanan lingkungan “. Tingkat kebisingan dari beberapa sumber dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2 Tingkat kebisingan rata-rata diukur pada beberapa jarak.
Sumber Kebisingan
Tingkat Kebisingan, dB
Detik arloji
Halaman tenang
Kantor
Pembicaraan normal, 1m
Mobil di lalu lintas kota, 7m
Industri
Ruang teletype surat kabar
Motor tempel 10 HP, 17m
Jet lepas landas, 1100m
Motor sport, 10m
Mesin potong rumput, 3m
Sirine, 50 HP, 30m
Roket ruang angkasa
20
30
60
32
70
80
80
88
90
94
105
138
175
Sumber : (Hemond Jr, Conrad J, 1983)
2.2.1
Pengaruh Kebisingan
Kebisingan yang cukup tinggi, di atas 70 dB dapat menyebabkan kegelisahan, kurang enak badan, kejenuhan mendengar, sakit lambung dan masalah peredaran darah. Kebisingan di atas 85 dB dapat menyebabkan
Universitas Sumatera Utara

kemunduran serius pada kondisi kesehatan seseorang. Bila hal ini berkepanjangan dapat merusak pendengaran yang bersifat sementara maupun permanen. Tingkat kebisingan yang cukup tinggi untuk menyebabkan ketulian sementara atau permanen terjadi di industri. Berbagai kriteria telah ditetapkan dan menyatakan tingkat kebisingan maksimum yang tidak boleh dilampaui. Bila tingkat kebisingan melampaui tingkat kebisingan yang membahayakan maka harus diambil suatu tindakan pencegahan untuk mereduksinya.
Tabel 2.3 memperlihatkan batasan tingkat kebisingan pada industri yang dizinkan oleh Walsh-Healey Public Contracts, yang jika dilampaui harus dilakukan tindakan proteksi terhadap pekerja.
Tabel 2.3. Tingkat kebisingan yang dizinkan oleh Walsh-Healey Public Contracts.
Durasi, perhari
(Jam)
Tingkat Bunyi
(dB)
8
6
4
3
2
1.5
1
0.5
0.25 atau kurang
90
92
95
97
100
102
105
110
115
2.2.2.
Teknik Pengendalian Kebisingan
Pengendalian kebisingan merupakan tindakan penurunan/pengurangan kebisingan di sumber-sumber kebisingan, mengontrol jalannya kebisingan dan perlindungan terhadap pendengar, jika tingkat kebisingan sudah melewati batas yang

diizinkan. Penurunan kebisingan dengan metoda aplikasi akustik pada permesinan sejak tahap desain merupakan hal yang paling efektif mengingat besarnya biaya yang harus dikeluarkan dan persoalan pengendalian kebisingan bersifat multi dimensi atau lintas ilmu.
Untuk mendapatkan suatu rancangan material akustik, komponen mesin maupun ruangan yang bersifat low noise design, ada hal-hal tertentu yang harus dilakukan, salah satunya adalah identifikasi. Source atau Noise Generation Mechanism (NGM) harus diketahui, bersifat apakah NGM-nya, apakah air borne, solid borne, ataupun fluid borne. Identifikasi ini mencakup sumber, propagasi dan radiasi dan berdasarkan data-data kualitatif, eksperimen dan pengalaman.Dalam mengidentifikasi sumber-sumber kebisingan suatu sistem haruslah diketahui komponen-komponen mana saja yang bersifat aktif maupun pasif. Dalam arti mana saja yang memiliki NGM dan yang tidak memiliki NGM. Indentifikasi propagasi atau jalannya rambatan bunyi mencakup komponen mana saja yang berpotensial meneruskan dan yang merefleksikan kembali dalam satu material. Dengan demikian, dapat diketahui karakteristik atau perilaku rambatan. Identifikasi radiasi sangat tergantung dari bentuk geometri dari stuktur mesin atau komponen. Bagian/area mana saja yang berpotensial dan bersfat dominan. Radiasi juga dipengaruhi oleh situasi sekitar objek yang menjadi permasalahan, seperti tipe medan bunyi, ruang terbuka atau tertutup dan emisi dari mesin-mesin yang berdekatan. (Ikhwansyah, 2002).
2.3. Frekuensi

Harga dari sebuah objek yang bergerak balik dan terus (back and forth) dapat digunakan sebagai definisi dari frekuensinya, oleh karena itu frekuensi adalah jumlah dari getaran-getaran yang terjadi dalam sebuah satuan waktu. Frekuensi juga adalah jumlah dari waktu sebuah perulangan gelombang sempurna dengan waktu, atau juga jumlah siklus yang terjadi dalam sebuah satuan waktu. Pada waktu lampau satuan dari ukuran sebuah frekuensi didefinisikan sebagai banyaknya siklus perdetik (cps). Sekarang, frekuensi ditentukan dalam satuan yang disebut Hertz (Hz). Satu Hertz sama dengan satu siklus perdetik. Frekuensi yang dapat didengar oleh manusia berkisar 20 sampai 20.000 Hz. Perbandingan terbalik dari frekuensi adalah waktu untuk sebuah siklus getaran yang sempurna yang diukur dalam perbandingan dari waktu seperdetik, dan dikenal sebagai periode. Karena itu sebuah frekuensi dari 20 Hz akan memiliki sebuah Periode 0,05 detik, dan dapat kita tulis dalam persamaan berikut:
f = T1 (Hz) (2.1)
Frekuensi dari sebuah gelombang suara menunjukan jumlah dari waktu pembagian tekanan (compression portion) dari gelombang yang melalui suatu poin dalam sebuah waktu, biasanya satu detik. Bagian tekanan dari gelombang diikuti dengan penyertaan penipisan yang disebabkan ketika tekanan bunyi bergerak melalui sebuah elastis medium dan menyebabkan partikel dari medium bergerak bersamaan menjadi lebih rapat atau dekat, setelah melalui dari regangan dan rapatan (Pulse), partikel dari medium berusaha mencari persamaan posisi mereka. Perilaku partikel

adalah seperti sebuah massa yang digantungkan pada ujung pegas. Ketika massa ditekan dari posisi diamnya, massa cenderung kepada gerak osilasi dengan sebuah periodik atau gerak berulang hingga energi dari pegas mencapai sebuah kondisi yang stabil. Beberapa batasan frekuensi yang dapat dihasilkan dari beberapa sumber dapat dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.4 Batasan dari frekuensi.
2.4. Periode
Waktu yang dibutuhkan dalam menyelesaikan satu pergerakan gelombang siklus adalah definisi dari periode. Hubungan frekuensi dengan periode adalah kebalikan dari frekuensi dan dapat ditulis dengan persamaan berikut:
Tp = f1 (s)

k Gelombang Bunyi Perjalanan dari energi melalui sebuah medium menghasilkan sebuah gerak gelombang yang mana berkembang
tikel dalam suatu medium. Aliran listrik, panas, atau energi cahaya adalah karakteristik sebuah gelombang transversal yang tercipta ketika partikel bergerak pindah
Gambar 2.1 Gelombang transversal Gerak gelombang longitudinal adalah hasil gerak partikel yang berganti- ganti dari perapatan dan perenggangan (alternate compression and rarefactio
Gambar 2.2

2.6. Ke
itentukan dengan
penerapan persamaan hukum thermodinamika gas sebagai berikut:
=
cepatan Gelombang Bunyi Kecepatan dari gelombang suara tergantung dari sifat-sifat fisik (physical properties) dari medium yang dilalui oleh gelombang bunyi tersebut. Untuk udara dan kebanyakan gas, kecepatan suara pada medium ini dapat d
c MTG0..
dim:
c = Kecepatan gelombang suara
volume konstan
G = Konstanta gas = 8
T = Temperatur 0K
Berat molekul gas Untuk udara pada tekanan atmosfer, persamaan 2.3 dapat direduksi dari satu kepada dua bentuk persamaan, tergantung pada pemilihan sistem pengukuran, yaitu U.K (English) ata
b0T
dim:
c = kecepatan gelombang bunyi (ft/s)
T = Temperatur dalam Rankine (0R)

U 0T
dim:
= kecepatan gelombang bunyi (m/s) Untuk kecepatan rambat gelombang pada benda padat sangat tergantung dari dimensi dan properties material tersebu  E
Dia:
E = modulus young (MPa
ρ = massa jenis (Kg/m3) Beberapa kece

Hubungan karakteristik kecepatan suara terhadap frekuensi dari gelombang serta panjang gelombang dapat ditunjukan melalui persamaan berikut:
c = f . λ (2.5)
dimana λ adalah panjang gelombang (m).
2.7. Intensitas Suara
Intensitas bunyi adalah aliran energi yang dibawa gelombang suara dalam suatu daerah per satuan luas, intensitas bunyi sangat penting difahami untuk mengetahui radiasi total dari suatu sumber bunyi dan juga tekanannya.
Untuk sebuah gelombang datar yang semakin menyebar (Plane Progrssive Wave) dapat kita ketahui intensitasnya dengan persamaan berikut:
I = cp. ( smJJoule2)() (2.6)
Umumnya refrensi intensitas bunyi menggunakan refrensi intensitas yang berdasarkan tekanan bunyi 10-12 W/m2 atau 10-16 W/cm2. Illustrasi keadaan intensitas bunyi dapat dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Intensitas bunyi

Analogi intensitas bunyi antara satuan W/m2 dengan dB dapat kita lihat seperti gambar 2.4.
Gambar 2.4 Analogi thermometer dengan intensitas bunyi
Karena intensitas (I) adalah sebuah fungsi dari tekanan persegi (p2), kita dapat mengembangkan sebuah persamaan untuk tingkat tekanan bunyi (Sound pressure Level)/SPL sebagai berikut:
SPL = 10 Log 2021pp (dB) (2.7)
atau :
SPL = 20 Log 01pp (dB) (2.8)
Dimana:
P0 = tekanan refrensi sebagai tekanan bunyi yang mampu didengar pada sebuah frekuensi 1000 Hz. Untuk sistim Internasional (SI) Po 10-12 W/m2 atau 10-16 W/cm2.
P1 = tekanan kerja

Selama daya bunyi (Sound Power Level)/PWL adalah sebuah ukuran total radiasi energi suara dari sebuah sumber dan SPL adalah tekanan pada sebuah jarak radial xr dari sumber suara, hubungan antara dua parameter ini dapat dilihat menjadi suatu persamaan berikut:
PWL = SPL + 10 Log 2π xr2
(2.9)
PW
ala:
(2.9.b)
2.8. Absorpsivitas dan Refleksitas Bunyi Konsep dari penyerapan Bunyi (Acoustic Absorption) merujuk kepada kehilangan energi yang terjadi ketika sebuah gelombang bunyi menabrak dan
dipantulkan dari suatu permukaan benda. Kata “Absorpsi” sering digunakan oleh orang-orang dengan mengakaitkan aksi dari sebuah bunga karang ketika terendam air. Proses pemindahan daya bunyi dari suatu ruang tertentu, dalam mengurangi tingkat tekanan bunyi dalam volume tertentu, dikenal sebagai penyerapan bunyi. Proses ini berkaitan dengan penurunan jumlah energi bunyi dari udara yang menjalar hingga ia mengenai suatu media berpori atau fleksibel. Bagian energi terserap ketika gelombang bunyi dipantulkan darinya disebut dengan koefisien serapan bunyi dari material. Harga koefisien ini bergantung dar

sudut gelombang bunyi ketika material tersebut. Secara EnergyIncidentEnergyAbsorbed 
(2.10) 2211
12c (2.11)
yang mana: VelocityParticleForceAppliedcZ
2.9. Metode tabung impedansi (Resonator) Dalam mengukur koefisien serapan material salah satu metode standard yang sering digunakan adalah metode tabung impedansi (resonator). Dengan metode
k
Keterangan :
B = Tabun
g uta L = Troli untuk
sumb


  fr2
  176.0
d: c’ = cepat rambat bu
c = cepat ramb
Metode ini hanya mengukur
penggunaan metode ini untuk menunjukkan macam-macam sifat dari pada serapan yangmana dimiliki oleh sebuah bahan. Jika nada-nada murni yang dihasilkan oleh sebuah oscillator yang digunakan untuk menggeta
perpindahan dari gelombang terjadi padaa dapat dinyatakan
sebagai berikut:
d1 = A sin (ωt – kx)
k = 2 π/λ
dan perpindahan gelombang pantulan dapat dinyatakan sebagai ber
d2 = A’ sin (ωt + kx)

Gambar 2.6 Dua gelombang yang merambat dengan arah berlawanan
d1= A sin (ωt-kx) d2= A’ sin (ωt+kx)
Jadi sebag
besar d dapat diberikan dengan rumus:
= d1 + d2
= A sin (ωt – kx) + A’ sin (ωt + kx)
= A sin ωt cos kx – A cos ωt sin kx + A’ sin ωt cos kx + A’ cos ωt sin kx
= (A sin ωt cos kx + A’ sin ωt cos kx) + (A’ cos ωt sin kx – A cos ωt sin kx) = A (1 + A) sin ωt cos kx + A (1 - A) cos ωt sin kx (2.16) Dapat terlihat bahwa masing – masing nilai maksimum dan minimum adalah A (1 + A) dan A (
n. Sedangkan yang kedua menjadi λ /4, 3 λ/4, 5 λ/4, 7 λ/4 dan sebagainya (Rochmah,
amplitudo pada tabung adalah A1 dan A)-(1)A(1 A2 A1AA 

atau: A2)(A1AmplitudoA   (2.18) R.T.Muehleisen dari Illinois Institute of Technology mengkonversikan energi gelombang suara menjadi energi listrik melalui Condensor Microphone yang diperkuat Amplifire dan mengout-putkannya pada Osciloscope yang mampu menunjukkaan kepada kita bentuk dari sinyal listrik dengan menunjukkan grafik
mbuk lapisan phosphor dari layar menimbulkan pancaran cahaya, biasanya berwarna hijau atau biru, ini sama dengan pengambaran pada layar Televisi. Oscilloscope terdiri dari tabung vacum dengan sebuah Cathode (electrode negative) pada satu sisi yang menghasilkan pancaran electron dan sebuah Anode (electrode positiv
elektroda yang menyimpangkan pancaran elektron keatas/kebawah dan kekiri/kekanan.
olthode dan ini menyebabkan Oscilloscope disebut secara lengkap dengan Cathode Ray Oscilloscope atau CRO.

Dalam penerapan teori diatas dalam penelitian aAbsorpsivitas suara pada tabung impedance Tube R.T.Muehleisen mengilustrasikan gambar gelombang sinus dan Baseline sebagai pengukuran energi suara maksimal (tegangan maksimal) dan energi suara minimal (tegangan minimal) yang terjadi di dalam tabung impedance sebagai respon dari energi suara yang dipancarkan oleh Signal Generator pada Speaker, energi maksimal (A1) yang terjadi di dalam tabung impedance tube adalah tegangan maksim
m
g
Sekali lagi perlu
2.7 bukanlah gelombang suara sesungguhnya, gelombang suara tidak dapat dilihat oleh mata, tetapi energi gelombang suara dapat dikonversikan menjadi gelombang

listrik dalam bentuk sinus, segitiga, dan segi empat yang menumbuk lapisan phospor pada layar osciloscope.
mengillustrasikan batas
Tetapi energi dapa
a22A2)(A1A2)-(A1 A' Energi  
= 122A2)
(A 2222
= A(A1 22222A2)(A1)A2212(A1 - )A2212(A1  xAAxAA
=
= 22222A
= 2A2)(A1A22A1 A22A1xx Universitas Sumatera Utara

2A2)(A12212  AA
2A2)(A1214  Ax
A 2A2)/A1 (1)2/1(4  AA 2A2)A1(1A1A24  ) 21212(1A1A2422AAAA
= ) 122121212A1A22 xAAxAAxAAxAxA A2/A1)A2/A1(24  
mhkan dua daerah dengan laju gelombang berbeda, maka kemungkinan yang terjadi adalah:

2. Ditransmisikan semua.
3. Sebagian gelom an dipa l a a gian lagi akan ditransmisikan.
ulan dan penyerapan bunyi pada suatu muka dataran dari dua media
akustik dapat dilihat pada gambar 2.8.
media akustik. (Doelle, Leslie L, 1993).
antar muka, setiap energi yang tersisa akan menjadi gelombang
pantul.
ini juga mengikuti
bang ak
n
tukn dn seba
Pemant
Gambar 2.8 Pemantulan dan penyerapan bunyi pada suatu muka dataran dari dua
Misalkan dua media akustik dengan sifat impedansi ρ1c1 dan ρ2c2, dimana datang gelombang dari arah kiri merambat tegak terhadap antar muka. Jika ρ1c1 lebih kecil dari ρ2c2, kemudian energi dari gelombang datang tak dapat ditransmisikan melewati dataran
Pemantulan bunyi adalah fenomena dimana gelombang bunyi dibalikkan dari suatu permukaan yang memisahkan dua media. Pemantulan bunyiGelombang
datang Gelombang Gelombang pantul
lombang
d
tan

lan, dimana sudut datangnya bunyi selalu sama
p
antulan bunyi. Penyerapan gelombang bunyi sangat bervariasi dari setiap material, kemampuan serap material sangat tegantung pada struktur dan massa jenis material rsebut. Koefisien beberapa material dapat dilihat pada tabel 2.6. Tabel 2.6 Koefisien absorpsi dari material akustik.
te
Sumber : (Hemond Jr, Conrad J, 1983) 2.11. Gypsum Gypsum adalah sebuah mineral yang kebanyakan umumnya di temukan di lapisan sediment yang mengendap dan bersatu dengan halite, anhydrite, sulfur, calcite dan dolomite, ja

hydra
kimia
an modern dengan gypsum sudah dimulai sejak dulu
dimana gypsum digunakan sebagai pengisi pencetakan gigi dalam bidang kedokteran.
yang
terdiri dari inti utama dengan kertas pada
p n untuk m biasa dipakai dinding partisi seperti skat
k ning wall (penutu k), hanya saja gypsum iaplikasikan
u terior, kolom dinding atau penahan beban. Rumus kimia gypsum adalah
aSO4·2(H2O), berat molekul = 172,17 gm dan komposisinya seperti tabel 2.7.
Tabel 2.7 Komposisi kimia gypsum.
Nam
ted calcium sulfate. Gypsum akan menjadi lebih kuat apabila mengalami penekanan. (Gypsum Association, 2007). Gypsum terbuat dari kalsium sulfat (CaSO4 2 H2O). gypsum memiliki criteria antara lain untuk dibentuk memiliki kestabilan
dan fisik yang tinggi, memiliki kemampuan untuk menyerap air dengan baik, mudah untuk didapat. Material gypsum tidak membahayakan bagi kesehatan manusia, sebagai faktanya banyak pengobat
Gypsum juga digunakan sebagai plafon dimana gypsum mempunyai kelendutan paling minimal, fleksibel dan memiliki kemampuan konduktivitas suhu yang rendah. Berdasarkan sifat diatas gypsum sebagai plafon dengan mudah dapat di modifikasi sesuai dengan kebutuhan. Papan gypsum adalah nama generik untuk keluarga produk lembaran
yang tidak terbakar dan dilapisi
ermukaannya. Selai
plafon, gypsu
amar dan li
p tembo
tidak biasa d
ntuk eks
C
a Komposisi Persentasi Oxide ium Hydrogen Sulfur 23,28 % 2,34 % 18,62 % 32,57 % CaO 20,93 % H2O 46,50 % SO3

Oxygen 55,76 % 2.11.1. Papan Gypsum Papan gypsum adalah nama generik untuk keluarga produk lembaran yang terdiri
ssociation, 2007). Papan gypsum bers
tidak menim
ulkan em
si gas fo
aldehida
psum cocok un
pemak
di ba
atap da
ak sel
erhubu
deng
kelembaban tinggi. Spesifikasi papan
2.10.
Tabel 2.8 Koefisien absorpsi gypsum. Sumber : (Doelle, Leslie L, 1993) Tabel 2.9 Kuat tekan papan gypsum. Frekuensi 150 Hz250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz Koef. Serap Bunyi 0.29 0.10 0.05 0.04 0.07 0.09
e

Tabel 2.10 Kuat impak
Sum Association, 2007) Kelapa sawit (Elaeis) adalah tumbuhan industri penting penghasil minyak masak, minyak industri, maupun bahan bakar (biodiesel).
1.
Ta
aman kepa s
la
it hanmemiliki sedikit bagian kayu yang cukup keras. eki
ya
2. Batang kelapa sawit m
mili
en struktural dengan banyak poros
yan
njadik

Karakteristik detail sifat fisik dan mekanis batang ke
S

MATERIAL AKUSTIK

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to MATERIAL AKUSTIK

Similar to MATERIAL AKUSTIK (20)

MATERIAL AKUSTIK