BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Teknologi dalam bidang ilmu kedokteran semakin dituntut kemajuannya. Karena kesehatan adalah “harta” terbesar bagi setiap individu. Untuk itu berbagai macam penelitian lebih lanjut dilakukan guna memajukan tingkat kesehatan makhluk hidup, khususnya manusia. Selain obat-obatan kimia, perkembangan pada peralatan medis juga diperlukan untuk kemajuan pada ilmu kedokteran. Bidang engineering juga mengambil bagian penting dalam upaya pengembangan peralatan medis untuk menyembuhkan penyakit. Salah satu peralatan medis yang dapat dikembangkan dari sisi engineeringnya adalah ruang udara bertekanan tinggi atau yang sering disebut ruangan hiperbarik (Hyperbaric Chamber). Ruangan hiperbarik digunakan untuk tempat dilakukannya terapi oksigen hiperbarik atau disebut Hyperbaric Oxygen Therapy (HBOT). Terapi oksigen hiperbarik ini merupakan penggunaan oksigen pada tingkat tekanan yang lebih tinggi (en.wikipedia.org). Rata-rata tekanan terapi oksigen hiperbarik dilakukan mencapai tekanan 3 ATA. Terapi oksigen hiperbarik bisa menjadi terapi perawatan utama maupun perawatan alternatif untuk menyembukan berbagai macam penyakit, baik penyakit yang bersifat serius maupun pernyakit ringan yang dapat disembuhkan dengan lebih cepat. Penggunaan terapi ini sangat bervariasi pada tekanannya. Hingga saat ini telah banyak penelitian yang dilakukan terhadap metode perawatan ini dalam bidang medis. Terapi oksigen hiperbarik bertujuan untuk meningkatkan jumlah molekul oksigen yang masuk ke dalam tubuh melaui pernafasan maupun pori-pori atau
1
jaringan luar tubuh. Dengan meningkatnya oksigen yang dihirup, maka jumlah oksigen yang terlarut di dalam darah semakin meningkat. Oksigen diangkut oleh darah ke seluruh sel-sel dan jaringan-jaringan tubuh. Banyak fungsi-fungsi sel dan jaringan tubuh yang bergantung pada oksigen, sehingga meningkatkan kemampuan sel-sel dan jaringan-jaringan tubuh untuk membelah atau beregenerasi, membunuh kuman penyakit, dan masih banyak lagi.. Indikasi-indikasi pada terapi oksigen hiperbarik dibahas pada landasan teori. Ruangan hiperbarik adalah ruangan tempat dimana dilakutan terapi oksigen hiperbarik. Ruangan ini dibangun untuk menahan kenaikan tekanan internal ketika udara ataupun oksigen dikompresikan langsung ke dalam ruangan hiperbarik hingga mencapai tekanan tertentu di atas tekanan atmosfir normal pada durasi waktu tertentu. Biasanya ruangan hiperbarik berbentuk silindris, bulat, ataupun persegi panjang. Di dalam ruangan ini, pasien menghirup oksigen murni (oksigen 100%) yang bertekanan selama menjalani terapi. Biasanya terapi oksigen hiperbarik diberikan pada 2,4 hingga 2,8 ATA dalam durasi 60 hingga 90 menit. Ada dua tipe utama ruangan hiperbarik: ruangan hiperbarik monoplace dan ruangan hiperbarik multiplace. Ruangan hiperbarik monoplace adalah ruangan terapi hanya untuk satu orang, sedangkan ruangan hiperbarik multiplace adalah ruangan terapi untuk dua orang atau lebih (Christian Risby Mortensen, 2008). Namun sebenarnya banyak sekali jenis terapi hiperbarik yang disebabkan karena variasi penggunaannya sangat banyak. Beberapa jenis pressure chamber dapat dilihat pada Gambar 1.1.
2
Gambar 1. 1. Jenis-jenis pressure chamber (http://baromedical.ca/services/hyperbaric-oxygen/nuts-and-bolts-of-hyperbarictherapy/) Di Indonesia, perawatan untuk terapi oksigen hiperbarik ini masih sangat sedikit. Hanya daerah-daerah tertentu yang memiliki ruangan hiperbarik. Selain itu, perancangan dan manufaktur ruangan hiperbarik merupakan rahasia perusahaan. Oleh karena itu sangat sulit untuk memperoleh data-data penting baik dari segi material maupun komponen-komponen yang dibutuhkan serta desain yang sesuai dengan standar. Selain itu harga sebuah ruangan hiperbarik dapat dikatakan sangat mahal. Untuk ruangan hiperbarik multiplace dengan kapasitas maksimum enam orang harganya dapat mencapai 10 miliar rupiah. Sehingga tugas akhir ini ingin memulai untuk merancang suatu ruangan hiperbarik multiplace yang dimulai dari merancang ruangan hiperbarik multiplace dengan suatu inovasi. Untuk memulai penelitian terhadap terapi oksigen hiperbarik maupun ruangan hiperbariknya serta komponen-komponennya, dimulai dari perancangan ruangan hiperbarik dan sistemnya. Selain itu, informasi berupa komponenkomponen dan marterial-material yang sesuai dengan standar untuk peralatan
3
medis perlu dikaji. Proses perancangan ruangan hiperbarik ini sangat bervariasi dari segi bentuk, dimensi, kapasitas serta fungsinya. Sehingga perancangan dari ruangan hiperbarik dapat menjadi bahan studi untuk dapat dikembangkan dari segi desain dan kegunaannya. Ruangan hiperbarik multiplace adalah ruangan tempat melakukan terapi oksigen hiperbarik yang dapat menampung terapi untuk dua orang atau lebih sekaligus. Penggunaannya lebih luas pada perawatannya terhadap penyakit dikarenakan tekanan kerjanya lebih besar dibandingkan dengan ruangan hiperbarik monoplace. Sebagian besar konstruksi dari ruangan hiperbarik multiplace adalah ruangan yang tetap (fix) di dalam rumah sakit. Sehingga pengembangan rancangan ruangan hiperbarik multiplace yang inovatif dapat menjadi bahan studi sebagai langkah awal untuk mengembangan penelitian lebih lanjut pada terapi oksigen hiperbarik.
1.2.
Rumusan Masalah
Terapi oksigen hiperbarik masih terbatas pada kota-kota tertentu. Sehingga perlu adanya upaya untuk menghasilkan suatu rancangan yang inovatif dan mudah dimanufaktur serta ekonomis. Perancangan ruangan hiperbarik multiplace merupakan suatu dasar untuk tindak lanjut penelitian selanjutnya terhadap ruangan hiperbarik. Perancangan ini mempertimbangkan optimalisasi dimensi, transparansi ruang dan keamanan ruang untuk tekanan kerja yang tinggi pada ruangan terapi hiperbarik ini. Bentuk dan dimensi dari ruangan hiperbarik sangat bervasiasi. Karena pembuatan ruangan hiperbarik sesuai dengan kebutuhan dari rumah sakit yang memerlukan. Sebagian besar ruangan hiperbarik multiplace adalah ruangan rigid yang sulit atau bahkan tidak dapat dipindahkan kemana-mana (fix). Ukuran ruangan menggambarkan kapasitas yang dapat ditampung oleh ruangan hiperbarik. Sehingga perlu dilakukan perancangan terhadap ruangan hiperbarik multiplace
4
yang dapat dipindah-pindahkan (transportable) serta kapasitasnya dapat diubahubah sesuai dengan kebutuhan.
1.3.
Batasan Masalah
1. Ruangan hiperbarik yang dirancang adalah ruangan hiperbarik multiplace dengan tekanan kerja maksimum 6 ATA. 2. Analisis tegangan maksimum yang pada konstruksi ruangan hiperbarik menggunakan teori perhitungan bejana tekanan (pressure vessel) dan elemen mesin. 3. Perhitungan pada kompresor yang digunakan untuk meningkatkan tekanan pada ruangan hiperbarik menggunakan persamaan-persamaan termodinamika.
1.4.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah : 1. Merancang pengembangan ruangan terapi oksigen hiperbarik multiplace yang transportable serta kapasitasnya dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan. 2. Merancang sistem perpipaan untuk kontrol aliran pada terapi oksigen hiperbarik multiplace sesuai dengan dimensi rancangan ruangan serta energi, kerja, serta laju aliran yang diperlukan untuk meningkatkan tekanan.
1.5.
Manfaat penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk memberikan solusi perkembangan terhadap dunia kesehatan, khususnya peralatan untuk terapi oksigen hiperbarik (Hyperbaric Oxygen Chamber) yang lebih inovatif. Dari hasil perancangan ini
5
diharapkan dapat memberikan suatu rancangan model ruangan terapi oksigen hiperbarik multiplace yang lebih inovatif dan kemudian dapat diajukan kepada lembaga penelitian untuk pembuatan prototipe ruangan hiperbarik hasil rancangan. Sehingga dapat dilakukan penelitian yang lebih lanjut terhadap terapi oksigen hiperbarik pada rancangan ini, baik dalam bidang kesehatan maupun dalam bidang teknik (engineering).
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB 1 PENDAHULUAN Meliputi: latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Meliputi: multiplace hyperbaric chamber, lock space atau personal lock, bentuk desain ruangan hiperbarik multiplace, ruangan hiperbarik Aaron, metode perancangan ruangan hiperbarik, sistem perpipaan, dan kesimpulan dari studi literatur. BAB 3 LANDASAN TEORI Meliputi: teori terapi oksigen hiperbarik, fisiologi terapi oksigen hiperbarik, ruangan terapi oksigen hiperbarik, indikasi untuk terapi oksigen hiperbarik, komplikasi pada terapi oksigen hiperbarik, komponen-komponen sistem perpipaan, pemilihan material, atmosfir standar internasional, tegangan dan regangan, perancangan ruangan hiperbarik, dan termodinamika. BAB 4 METODOLOGI PERANCANGAN
6
Meliputi: sistematika perancangan, perancangan ruangan hiperbarik dan perancangan sistem perpipaan. BAB 5 PEMBAHASAN Meliputi: perhitungan shell, perhitungan head, perhitungan jendela, perhitungan batang frame, perhitungan ukuran baut jendela, penyambungan shell dengan lantai, perhitungan pintu, perhitungan lantai, perhitungan roda dan batang penumpu lantai, perhitungan jumlah baut untuk penghubung antar gerbong, perhitungan ketebalan pipa, skema perpipaan, perhitungan aliran udara untuk kompresi, dan perhitungan kerja kompresor minimal. BAB 6 PENUTUP Meliputi: kesimpulan hasil rancangan. DAFTAR PUSTAKA
7
