PADA PLANT HYDROGEN PENGENDALIAN KEBISINGAN DI PT.SAMATOR DRIYOREJO-GRESIK
( Dwi Elly Kurniawan, Dr.Dhany Arifianto, ST, M.Eng, Ir. Zulkifli, Msc) Jurusan Teknik Fisika – Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Keputih Sukolilo,Surabaya 60111
Abstrak Kebisingan merupakan gangguan yang dapat mempengaruhi kenyamanan dan kesehatan terutama yang berasal dari kegiatan operasional peralatan pabrik. Sedangkan operator atau karyawan yang mengoperasikan peralatan pabrik merupakan komponen lingkungan yang terkena pengaruh disebabkan adanya peningkatan kebisingan. Dari hasil observasi lapangan, diperoleh nilai tingkat tekanan bunyi sebesar 90 dBA pada frekuensi over all. Salah satu usaha untuk mengurangi tingkat kebisingan adalah pembuatan enclosure. Tingkat tekanan bunyi yang diperoleh dari perhitungan setelah dipasang enclosure dengan dinding samping kiri, kanan, depan bahan kayu tebal 5 cm dan busa tebal 2.5 cm, atap atau langit – langit bahan plywood tebal 2.5 cm, dinding belakang bahan batu bata 10 cm, lantai dengan bahan semen tebal 2.54 cm, dan tambahan kaca 6 mm, maka didapatkan tingkat tekanan bunyi over all didalam ruangan (Lp1) sebesar 87 dBA dan untuk tingkat tekanan bunyi over all diluar ruangan (Lp2) sebesar 58 dBA. Dengan penurunan TTB untuk LP1 didalam ruangan dan LP2 diluar ruangan adalah 29 dBA. Tingkat tekanan bunyi yang berada di area plant hydrogen menjadi 61 dBA dari yang sebelumnya 90 dBA. Kata Kunci : Kebisingan, enclosure, tingkat tekanan bunyi 1.1
Pendahuluan Kebisingan merupakan gangguan yang dapat mempengaruhi kenyamanan dan kesehatan terutama yang berasal dari kegiatan operasional peralatan pabrik. Sedangkan operator atau karyawan yang mengoperasikan peralatan pabrik merupakan komponen lingkungan yang terkena pengaruh disebabkan adanya peningkatan kebisingan. Resiko yang timbul akibat kebisingan dengan tingkat tekana bunyi diatas nilai ambang batas pendengaran adalah dapat merusak pendengaran atau gangguan pendengaran. Selain itu Kebisingan juga dapat menggangu percakapan sehingga akan mempengaruhi komunikasi yang sedang berlangsung dan kebisingan tersebut juga menggangu konsentrasi karyawan dalam bekerja sehingga dapat menurunkan produktivitas kerja. Menurut teori yang telah di pelajari, dalam upaya pengendalian kebisingan dapat melibatkan tiga elemen yaitu pengendalian bising pada sumber kebisingan, lintasan atau jalur rambat kebisingan dan penerima kebisingan. Jika ketiga elemen tersebut belum bisa menggendalikan kebisingan maka ada cara lain yaitu pengendalian kebisingan secara administratife yaitu pengendalian kebisingan dengan cara mengatur pola kerja. Dalam
pengendalian yang dilakukan agar hasilnya efektif maka perlu dilakukan survei atau identifikasi masalah kebisingan di pabrik untuk mengetahui tingkat kebisingan yang diterima oleh karyawan pabrik. Berdasarkan Keputusan Menteri Tenaga Kerja Nomor : KEP-51/MEN/1999, tentang Nilai Ambang Batas (NAB) kebisingan di tempat kerja, ditetapkan sebesar 85 dBA. Nilai ambang batas kebisingan di tempat kerja adalah intensitas tertinggi dan merupakan nilai rata – rata yang masih dapat di terima tenaga kerja tanpa mengakibatkan hilangnya daya dengar yang tetap untuk waktu kerja secara terus menerus tidak lebih dari 8 jam sehari dan 40 jam seminggu. 1.2
Permasalahan Bagaimana cara bising pada mesin kompresor dengan TTB 90 dBA dapat dikurangi atau turunkan sesuai pada surat keputusan menteri tenaga kerja nomor : KEP51/MEN/1999. 1.3
Tujuan Dapat menggurangi bising yang pada plant hidrogen sesuai standart menteri tenaga kerja nomor : KEP-51/MEN/1999, tentang 1
mesin tersebut beroperasi, para penumpang dalam kendaraan dan terutama komunitas tempat mesin, pabrik, dan kendaraaan tersebut dioperasikan. Peningkatan tingkat kebisingan yang terus-menerus dari berbagai aktivitas manusia pada lingkungan industri dapat berujung kepada gangguan kebisingan. Efek yang ditimbulkan kebisingan adalah 1. Efek psikologis pada manusia (kebisingan dapat membuat kaget, mengganggu, mengacaukan konsentrasi);
Nilai Ambang Batas (NAB) kebisingan di tempat kerja, ditetapkan sebesar 85 dBA. 1.4
Batasan Masalah Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah pengendalian kebisingan hanya pada plant Hydrogen yang meliputi mesin kompresor dan motor tiga fasa yang bekerja selama 24 jam. 1.5
Sistematika Laporan Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini dibagi dalam lima (5) bab. Bab I Pendahuluan yang membahas tentang latar belakang, permasalahan, batasan masalah, tujuan tugas akhir, metodologi penelitian, dan sistematika laporan. Bab II Teori Penunjang yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini. Bab III Perancangan Barrier yang membahas segala sesuatu tentang pengukuran data dan metode yang digunakan. Bab IV Analisis Data dan Pembahasan yang berisi analisis mengenai data-data hasil pengukuran dan bahan-bahan yang digunakan sebagai referensi perancangan barriersesuai data-data sebelumnya. Bab V Kesimpulan dan Saran mengenai tentang kesimpulan dan saran yang diperoleh dari pengerjaan tugas akhir kali ini.
2.
3.
Efek fisis (kebisingan dapat mengakibatkan penurunan kemampuan pendengaran dan rasa sakit pada tingkat yang sangat tinggi). Dalam tugas akhir ini mengacu pada standart yang diberikan oleh pemerintah melalui keputusan menteri yaitu Surat Keputusan Menteri Tenaga Kerja Nomor : KEP-51/MEN/1999, tentang Nilai Ambang Batas (NAB) kebisingan di tempat kerja, ditetapkan sebesar 85 dBA. Nilai ambang batas kebisingan di tempat kerja adalah intensitas tertinggi dan merupakan nilai rata – rata yang masih dapat di terima tenaga kerja tanpa mengakibatkan hilangnya daya dengar yang tetap untuk waktu kerja secara terus menerus tidak lebih dari 8 jam sehari dan 40 jam seminggu. Berikut ini tabel yang telah di tetapkan oleh mentri tenaga kerja . Tabel 2.1 Nilai Ambang Batas (NAB) Kebisingan Keputusan Menteri Tenaga Kerja KEP 51/MEN/1999.
2.DASAR TEORI 2.1 Definisi Kebisingan adalah bunyi yang tidak di inginkan karena tidak sesuai dengan konteks ruang dan waktu sehingga dapat menimbulkan gangguan terhadap kenyamanan dan kesehatan manusia. Bunyi yang menimbulkan kebisingan disebabkan oleh sumber suara yang bergetar. Getaran sumber suara ini mengganggu keseimbangan molekul-molekul udara di sekitarnya sehingga molekul-molekul udara ikut bergetar. Getaran sumber ini menyebabkan terjadinya gelombang rambat energi mekanis dalam medium udara menurut pola rambat longitudinal. Rambatan gelombang di udara ini dikenal sebagai suara atau bunyi. Kebisingan adalah produk samping yang tidak diinginkan dari sebuah lingkungan perindustrian yang tidak hanya mempengaruhi operator mesin dan kendaraan, tetapi juga penghuni lain tempat dalam gedung tempat
Waktu pemajanan Intensitas Kebisingan per hari dalam dBA 8 4
2
Menginterferensi komunikasi dalam percakapan dan lebih jauh lagi akan menginterferensi hasil pekerjaan dan keselamatan bekerja.
Jam
85 88
2
91
1
94
30
Menit
97
15
100
7.5
103
3,75
106
1,88
109
0,94
112
28,12
Detik
ketidak nyamanan) sampai yang berbahaya (hearing damage = kerusakan pendengaran) tergantung dari intensitas bising yang terjadi secara konseptual. Pengendalian bising bisa dilakukan pada 3 (tiga) sektor penting yaitu: 1.
Pengendalian pada sumber bising, yaitu melakukan upaya agar tingkat bising yang dihasilkan oleh sumber dapat dikurangi atau dihilangkan sama sekali. 2. Pengendalian pada medium, yaitu melakukan upaya penghalangan bising pada jejak atau jalur propogasinya. Dalam bagian ini dikenal 2 (dua) jalur propogasi bising yaitu propogasi melalui udara (airbone noise) dan melalui struktur bangunan (structure borne noise). 3. Pengendalian pada Penerima, yaitu melakukan upaya perlindungan pada pendengar (manusia) yang terkena paparan bising (noise exposure) dengan intensitas tinggi pada waktu yang cukup lama.
115
14,06
118
7,03
121
3,52
124
1,76
127
0,88
130
0,44
133
0,22
136
0,11
139
Pengendalian Bising di Industri (Industrial Noise Control), dilakukan untuk menanggulangi bising mesin-mesin dan usaha melindungi para pekerja dari efek buruk paparan bising dengan intensitas tinggi. Beberapa teknik pengendalian yang sering digunakan antara lain menutup sumber bising (accoustic enclosure, parsial atau full), Penghalang akustik (accoustic barrier), penahan bising (noise shielding), Peredam Bising (noise lagging).
2.2 Pengendalian Kebisingan Upaya pengendalian kebisingan dilakukan melalui pengurangan dan pengendalian tingkat kebisingan sumber, pelemahan intensitas dengan memperhatikan faktor alamiah (jarak, sifat media, meknisme rambatan dan vegetasi) serta upaya rekayasa (reduksi atau isolasi getaran sumber, pemasangan penghalang, desain struktur dan pemilihan bahan peredam). Secara teknis pengendalian kebisingan terbagi menjadi 3 aspek yaitu pengendalian kebisingan pada sumber kebisingan, pengendalian kebisingan pada medium propogasi, dan pengendalian kebisingan pada manusia. Pengaruh bising pada manusia mempunyai rentang yang cukup lebar, dari efek yang paling ringan (dissatisfaction =
2.3
Sound level Sound level adalah tingkat tekanan suara yang mempunyai tekanan tertentu menurut grafik atau kurva tekanan atau pembobotan. Pada grafik tekanan, memperkembangkan metode yang lebih baik secara subjektif mempunyai nilai kebisingan yang dapat mempengaruhi pendengaran manusia. 3
Ada tiga tingkatan yaitu A, B, dan C yang sering digunakan. Tingkat kebisingan A untuk level dibawah 55 dB, tingkat kebisingan B untuk kebisingan antara 55 sampai 85 dB, dan tingkat kebisingan C untuk kebisingan diatas 85 dB. Respon frekuensi dan konversi desible, untuk tingkat kebisingan dapat digambarkan pada grafik dibawah ini :
2.5
Rugi Transmisi Keseluruhan Cara penjumlahan nilai tingkat tekanan bunyi secara logaritmik berlaku persamaan sebagai berikut TLoverall= 10 log (Σ 10 Lpi/10)
(2.3)
Keterangan : Lpi = nilai rugi transmisi yang ke-i (dB) 2.6
Ruang acustic Tingkat bunyi (Lp) didalam sebuah bagian dari ruangan adalah perhitungan yang umum digunakan sebagai berikut LP = LW + 10 log ( (Q/4π r2 )+(4/R)
LW adalah tingkat daya suara dari sumber bunyi ( dB). R adalah diskripsi dari properti akustik dalam ruangan (m2). r adalah jarak dari sumber bunyi dimana tingkat suara diperhitungkan (m). Q adalah perhitungan untuk perencanaan pemantulan yang menyatakan bahwa bentuk sumber dari kebisingan dan untuk model umum yang digunakan sebagai berikut
Gambar 2.1 Respon frekuensi dan konversi desible Penggunaan tingkat kebisingan A untuk pengukuran yang berhubungan langsung dengan kebisingan pada manusia, keduanya mempunyai potensi untuk kerusakan dan gangguan pendengaran. Seperti yang ditunjukkan pada SLM. Sound level dilambangkan dengan L dan dengan satuannya dBA. Pengukuran tingkat kebisingan B dan C, untuk satuannya dapat menggunakan dBB dan dBC.
Q Boundary Conditions
2.4
Rugi Transmisi Bunyi (TL) Pengertian rugi transmisi bunyi adalah berkurangnya jumlah desibel energi bunyi datang pada partisi bila melewati struktur. Besarnya TL tergantung pada konstruksi dari partisi dan berubah dengan frekuensi bunyi. TL tidak tergantung pada sifat akustik ruangan yang dipisahkan oleh partisi tersebut. TL partisi ditentukan dari perbedaan antara tingkat bunyi yang diukur di sisi kedua partisi tersebut. Pengertian besarnya rugi transmisi bunyi, dapat juga ditulis sebagai berikut TL = 10 log (Wα/W2)
1
Sumber bunyi bebas.
2
Sumber bunyi dengan pemantulan tunggal pada plane (lantai)
4
Sumber bunyi diatas lantai dekat langit – langit atau dekat dengan dinding vertical.
8
Sumber bising di sudut ruangan : tiga permukaan yang terdiri dari dua dinding dan satu lantai atau langit – langit.
(2.1)
Keterangan : TL = Rugi Transmisi Bunyi (dB). Wα= Daya Akustik yang Datang Pada Permukaan Bahan (W). W2= Daya Akustik yang Ditransmisikan .
Jika menggunakan satuan feet (ft), maka persamaannya menjadi LP = LW +10 log((Q/4π r2)+(4/R))+10.3 (2.5) 2.7 4
(2.4)
Bahan penyerapan suara
Konstanta ruangan disimbulkan dengan R, maka R adalah gabungan sedikit dari perhitungan tetapi properti dari kombinasi penyerapan suara bagian dalam permukaan ruangan. Dalam aplikasi di industri ini juga termasuk daerah dari semua perlengkapan. Konstanta ruangan dapat dirumuskan sebagai berikut m2
R = ((s*ά)/(1- ά)
3. METODOLOGI dan PERANCANGAN ENCLOSURE Dengan memepelajari teori – teori dasar dari tugas akhir ini maka akan dijelaskan tentang perancangan enclosure dalam menangani kebisingan yang ditimbulkan mesin – mesin industri. Langkah awal dalam perancangan enclosure yang dilakukan dengan mengambil data kebisingan pada plant Hydrogen, kemudian dari data – data yang diperoleh tersebut dibuat mapping sumber bunyi dengan menggunakan software sufer 8 untuk mengetahui daerah atau area sumber bisingnya. Dari data tersebut kemudian diolah untuk mengetahui bahan yang akan digunakan dalam pembuatan enclosure dengan mencari nilai Transmission Loss (TL), kemudian dilanjutkan dengan pendesainan enclosure. Lalu dilanjutkan dengan menghitung nilai tingkat kebisingan yang dienklosure dan menghitung tingkat kebisingan diluar ruangan atau yang diterima oleh pegawai.
(2.6)
Dimana S = total daerah permukaan dalam (m2). ά = koefisien penyerapan rata – rata ruangan. Koefisien penyerapan rata – rata ruangan dirumuskan dalam persamaan sebagai berikut n
S i
i 1
i
n
S i 1
(2.7)
i
3.1
Observasi Lapangan Observasi lapangan merupakan pengamatan yang dilakuakan langsung pada lokasi yang menjadi objek studi yaitu area pengambilan data untuk mendapatkan permasalahan yang akan dibahas. Studi literatur merupakan pencarian referensi teori yang relevan dengan kasus atau permasalahan yang ditemukan pada saat observasi di lokasi, tujuannya adalah untuk memperkuat permasalahan serta sebagai dasar teori dalam melakukan analisa sehingga hasil yang didapatkan dapat dipertanggung jawabkan. Dari hasil observasi yangtelah dilakukan pada area Plant Hydrogen diperoleh bahwa tingkat kebisingan tertinggi sebesar 90 dBA pada pengukuran over all dan standart yang ditetapkan dari pemerintah pada surat keputusan mentri tenaga kerja tingkat ambang batas bising (NAB) yang ditetapkan adalah 85 dBA. Jika kebisingan tersebut terpapar secara terus menerus dapat menyebabkan gangguan kesehatan yaitu pada gangguan pendengaran.
Dimana S = daerah dari permukaan ruangan (m2). α = koefisien penyerapan dari permukaan. 2.8
Reduksi Bising dari Dinding Reduksi bising adalah istilah untuk menyatakan insulasi bunyi antara ruang-ruang. Perhitungan NR dari dinding untuk kondisi yang cenderung kepada tingkat bunyi LP0, maka NR untuk dinding dapat dirumuskan sebagai berikut NR= TL + 10 log (1/4+Sw/R)
(2.8)
Dimana TL = transmission loss dari dinding (dB) Sw = luas area antara dua ruangan (m2) R = ruang konstan penerima. LP0 = TTB pada titik awal dBA. Untuk kondisi dasar R yang lebih besar atau luas maka Sw/R akan menjadi 0. sehingga NR untuk dinding luar dan atap rumah menjadi NR = TL + 6 dB.
3.2
Pengumpulan Data Dalam perancangan enclousure membutuhkan data yaitu tingkat kebisingan pada setiap frekuensi, pada mesin yang bekerja
(2.9)
5
24 jam diarea plant. Pengambilan data ini bertujuan untuk mengetahui lokasi atau area yang tingkat kebisingannya paling tinggi. Ada beberapa point dalam pengambilan data yaitu sebagai berikut : 1. Pengambilan data dilakukan sesuai dengan layout plant, yang mana di ambil dengan 39 titik dengan titik koordinat x =3 m dan y = 4 m. 2. Membuat mapping atau area kebisingan untuk mengetahui TTB yang paling tinggi. Pengambilan data menggunakan alat ukur SLM (sound level meter) dan software Realtime Analyzer, pertama – tama SLM dicalibrasi untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Setelah itu melakukan pengukuran sesuai dengan letak koordinat yang telah sesuai dengan rencana. Data yang diperoleh berupa decibel A (dBA) pada 1 oktaf setiap frekuensi 31.5 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz, 8000 Hz dan 16000 Hz, berikut ini gambar titik – titik pengukuran yang telah dilakukan. Pada gambar 3.1 dapat diketahui bahwa tingkat kebisingan terbesar terjadi pada mesin 1 yang terdapat mesin compressor dan motor 3 fasa yang bekerja 24 jam. Dari data pengukuran yang didapatkan tingkat kebisingan tertinggi untuk over all adalah 90 dBA dan dominan pada frekuensi 4000 Hz dengan tingkat kebisingan tertinggi 88 dBA. Telinga manusia dapat menangkap suara pada tingkat kebisingan antara 125 Hz sampai 4 KHz.
Gambar 3.1
Pada tingkat tekanan bunyi tersebut jika terpapar terus menerus pada manusia dapat menyebabkan gangguan kesehatan yaitu gangguan pada pendengaran karena data tingkat kebisingan tersebut melebihi standart menteri tenaga kerja dengan nomor KEP51/MEN/1999 tentang nilai ambang batas dapat dilihat pada tabel 2.1. 3.3
Perhitungan dan penentuan bahan Enclosure. Pada langkah pertama sudah didapatkan data dan sumber bunyi kebisingan, dari langkah selanjutnya adalah perancangan enclousure. Dalam perancangan enclousure pertama – tama mencari dulu nilai TL dan NR untuk mendapatkan nilai kerapatan massa atau surface density. Dengan data awal yang telah didapatkan dari hasil pengukuran tingkat tekanan bunyi seperti tampak pada tabel 1.1B pada lampiran. Maka langkah selanjutnya pencarian nilai TL ( Transmission Loss ) jika nilai NR diperkirakan dengan data . 6
Titik pengukuran dan mapping tingkat kebisingan
enclosure nilai W yang paling tinggi yang dipakai, dan nilai tertinggi pada tabel diatas adalah pada frekuensi 125 Hz dan nilai densitasnya 16 Kg/m2/cm. Melihat tabel dengan nilai densitas 16 Kg/m2/cm maka bahan yang dapat di gunakan dengan mengacu pada tabel 2.3, maka bahan dapat ditentukan bahan yang akan digunakan adalah kayu, playwood, batu bata, kaca, besi dan busa.
Dari data NR yang telah diketahui maka pencarian nilai TL dapat dilakukan. Dalam pencarian TL persamaan yang di gunakan adalah persamaan 2.8. NR= TL + 10 log (1/4+Sw/R). Untuk kondisi dasar R yang lebih besar atau luas maka Sw/R akan menjadi 0. sehingga NR untuk dinding luar dan atap rumah menjadi
3.4
Desain Enclosure Setelah bahan diketahui langkah selanjutnya adalah desain enclosure, dari perhitungan surface density maka diketahui jenis bahan untuk pembuatan enclosure. Pada bahan – bahan tersebut mempunyai nilai absorpsi yang berbeda – beda tergantung dari kegunaan dan tebal bahan. Pada desain ini panjang , lebar dan tinggi enclosure adalah P= 7 m, L= 5m, dan T= 8 m. Untuk pemilihan bahan dapat dilihat pada tabel 2.4 dan tabel 1.1 A pada lampiran dengan jarak sumber dengan mesin 2 meter, faktor keterarahan 2 dan Sw = 262 m2. Berikut ini adalah desain enclosure yang akan dibuat .
NR=TL+6 Dengan menggunakan perumusan seperti diatas maka akan didapatkan nilai Transsmision Loss (TL) sebagai berikut Tabel 3.3
Freku ensi TL
Hasil perhitungan TL (Transmission Loss) pada tiap frekuensi. Hz 125
25 0
50 0
1K
2K
4K
19
21
23
26
29
27
Setelah nilai Transmission Loss telah didapatkan seperti tampak pada tabel diatas maka bahan pembuatan enclousure maka dapat diketahui dengan menggunakan perumusan sebagai berikut Gambar 3.4 Desain enclosure tampak atas .
TL=20 Log W+20 Log F-47 Dari perhitungan diatas maka didapatkan nilai kerapatan massa suatu bahan, kerapatan massa suatu bahan ini berfungsi untuk menentukan suatu bahan, seperti terlihat pada tabel berikut ini Frekuensi W (Kg/m2/cm)
125 250 16
10
Hz 500 1K
2K
4K
6.3
3.2
1.3
4.5
W atau kerapatan massa untuk mengetahui bahan yang akan digunakan dalam pembuatan enclosure. Pada pemilihan bahan 7
Dilihat dari tabel 2.4 dan tabel 1.1 A pada lampiran maka didapatkan bahan yang akan digunakan yaitu Bahan yang digunakan adalah Dinding depan Kayu dengan tebal 5 cm. Busa dengan tebal 2.54 cm. Dinding belakang Batu bata dengan tebal 10 cm. Lantai Semen dengan tebal 2.54 cm Langit-langit atau atap. Playwood dengan tebal 2.5 cm. Tambahan Kaca untuk jendela dengan tebal 6 mm.
dikerjakan ini adalah membuat enclosure pada mesin kompresor dan motor 3 fasa di plant hydrogen. Dalam perancangan ini untuk niali NR (noise reduction) dan Lp1 satu diketahui, NR dari perumpamaan dan Lp1 dari pengukuran. Karena nilai Lp1 masih dalam bentuk dBA (pengukuran bising pada penerima) maka perlu pengkonversian untuk dirubah dalam bentuk dBSPL dengan melihat tabel 2.2, setelah dikonversi selanjutnya perhitungan transmission loss (TL) dengan menggunakan rumus sebagai berikut
Ventilasi dengan P=4.8 m dan L = 1.5 m. Besi untuk kerangka tebal 2.5 mm. 3.5
Penentuan nilai TTB setelah di enclosure Setelah bahan sudah ditentukan maka langkah selanjutnya adalah perhitungan setelah dienclousure. Pada langkah ini sangat penting untuk mengetahui seberapa besar tingkat tekanan bunyi yang nantinya dapat diterima oleh pendengar atau orang yang meneriam bising yang ditimbulkan oleh mesin – mesin industri, dalam hal ini maka digunakan persamaan 2.8 dengan jarak r = 2 m, faktor keterarahan =2 karena berada diatas lantai, luas area 262 m2 dan konstanta ruangan disesuaikan dengan nilai dari absorpsi atau penyerapan suatu bahan pada setiap frekuensi. Persamaannya sebagai berikut
LP1 LW 10 log(
NR=TL-10 log((1/4) +(Sw/R1)) Dimana NR = noise Reduction dalam dB. TL = transmission Loss dalam dB. Sw= luas area dalam m2. R1= konstanta ruangan dalam m2 .
4 Q )( ) 2 4 r R
Karena area dengan luas tidak di ketahui maka untuk luas area = 0 dan persamaan untuk NR berubah. Berikut persamaan untuk NR .
Nilai LP1 adalah tingkat tekanan bunyi yang didapat dari perhitungan didalam ruangan mesin yang telah di enclosure, dan Lw adalah tingkat kebisingan yang didapat dari pengukuran yang ditimbulkan dari bunyi mesin sebelum di enclosure.
NR = TL+6 atau TL = NR – 6 Setelah nilai TL diketahui selanjutnya mencari nilai dari kerapatan densitas suatu bahan dengan rumus sebagai berikut
4. ANALISA DATA dan PEMBAHASAN Untuk mengetahui seberapa efektif enclosure yang dirancang maka pada bab ini dilakukan analisa untuk mengetahui seberapa besar bahan dapat mengurangi tingkat tekanan bunyi, pada bab ini juga diberikan rekomendasi harga bahan yang akan dibuat enclosure.
TL = 20 log W + 20 log F – C Dimana W=kerapatan densitas bahan dalam Kg/m2/cm. F = nilai frekuensi dalam Hz. C = konstanta dengan nilai 47. Dari perhitungan untuk mencari nilai dari kerapatan densitas maka dapat diketahui bahan yang akan digunakan dalam pembuatan enclosure, hasil perhitungan untuk menentukan suatu bahan ini dapat diketahui pada tabel 2.3. Pada tabel 2.3 dalam penentuan bahan di pengaruhi nilai kerapatan densitas pada setiap frekuensi dimana nilai kerapatan densitas yang tertinggi digunakan sebagai acuan dalam pemilihan bahan atau material. Pada tabel nilai kerapatan yang paling tinggi pada frekuensi 125 Hz dengan nilai kerapatan densitas adalah 16 kg/m2/cm. Setelah bahan sudah diketahui lalu dilanjutkan dengan
4.1
Analisa data Berdasarkan kondisi tempat pengambilan data tugas akhir yang telah dilakukan di PT SAMATOR pada plant Hydrogen, maka didapatkan 39 data yaitu data pengukuran dengan menggunakan alat ukur tingkat tekanan bunyi dan juga menggunakan software realtime analyer untuk mengetahui data per frekuensi. Dari data pengukuran yang didapatkan tingkat kebisingan tertinggi untuk over all adalah 90 dBA dan dominan pada frekuensi 4000 Hz dengan tingkat kebisingan tertinggi 88 dBA. Kasus pada tugas akhir yang 8
menghitung Lp1 setelah diberi enclousure, dalam perhitungan Lp1 ini akan dapat diketahui nilai tingkat tekanan bunyi yang didalam ruangan dengan cara menggunakan perumusan seperti dibawah ini
LP1 LW 10 log(
4 Q )( ) 2 4 r R
Dimana LP1 = nilai TTB setelah di enclousure (dB). LW = TTB pada mesin didalam ruangan (dB). Q = faktor keterarahan. r = jarak antara mesin dan dinding dalam m. R adalah konstanta ruangan (m2). Karena niali R belum diketahui maka dalam pencarian R dapat dirumuskan sebagai berikut
R
s 1
Dimana S adalah luas area dinding dalam m2. ά adalah niali absorbsi rata- rata. Dan untuk niali absorbsi rata – rata dihitung dengan menggunakan perumusan sebagai berikut n
S i 1 n
i
S i 1
i
Lp2 berfungsi sebagai keberhasilan dalam pembuatan enclousure dengan membandingkan pada standart keputusan menteri tenaga kerja. Dari perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan nilai sebagai berikut
i
dimana α = nilai absobsi dari bahan atau material. Dari perhitunagan tersebut akan didapat nilai LP1 setelah dikasi enclousure dan nilai LP1 untuk mencari nilai LP2. LP2 ini adalah tingkat tekanan bunyi di luar ruangan enclousure, dengan menggunakan perumusan sebagai berikut
Tabel 4.3
S 1 LP1 LW 10 log( ) ( W ) 4 R1 Berikut ini adalah hasil perhitungan dari tingkat tekanan bunyi setelah di enclosure Tabel 4.2
Tingkat Tekanan Bunyi Setelah di Eclosure tiap frekuensi
9
Nilai perhitungan dari LP1 sebelum dan sesudah di enclosure perhitungan dalam satuan dB dan pada sumbu x , y dalam meter
75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65
Gambar 4.1 Mapping Plant setelah diberi Enclosure Pada tabel diatas merupakan hasil dari perhitungan dengan menggunakan enclosure, hasil tersebut diperoleh dari pengurangan tingkat tekanan bunyi over all sebelum di beri enclosure dengan tingkat tekanan bunyi sesudah di enclosure. Pengurangan sebelum dan sesudah di enclosure adalah 12 dB. Pembuatan enclosure telah melebihi target yang di rencanakan yaitu sebesar 10 dB, berikut ini adalah countur mapping dari hasil perhitungan. Dari gambar dibawah terlihat tingkat tekanan bunyi berkurang yang ditunjukkan dengan degradasi warna dimana pada degradasi warna, warna hijau merupakan warna yang ideal untuk kenyamanan, komunikasi dan tidak merusak pendengaran. Bahan yang digunakan dalam enclousur adalah kayu dengan tebal 5 cm, kaca dengan tebal 6 mm, pintu dengan tebal 5 cm, playwood dengan tebal 2.5 cm dan busa dengan tebal 2,54 cm dengan luas P=7 m, L=5 m dan T = 8 m. Berikut ini adalah gambar desain yan telah dibuat
Gambar 4.2 Desain enclousure keseluruhan.
Gambar 4.3 Desain secara keseluruhan. 4.3
Perincian dana pembuatan enclosure Ada beberapa rincian dana dalam pembuatn enclosure, rincian dana ini dilakukan untuk mengetahui biaya yang dikeluarkan dalam pembuatan suatu enclosure. Perincian dananya adalah sebagai berikut 10
Harga per satu
Jumlah
Papan kayu dengan panjang 4 x 3 m
Rp. 300000
4500000
Batu bata dengan panjang 15 cm tebal 10 cm
Rp. 350
700000
Play wood dengan tebal 5 mm panjang 4 x 3 m
Rp. 150000
600000
Kaca dengan tebal 6 mm panjang 1 x 1
Rp. 20000
340000
Busa dengan tebal 1 in p = 2 dan lebar 1 m
Rp. 50000
2400000
Besi plat dengan tebal 25mm panjang 4 m
Rp. 100000
1140000
Bahan material
Jumlah harga
di umpamakan maka nilai TL dapat dicari. Dalam pengambilan data nilai dari LP1 dalam satuan dBA maka terlebih dahulu nilai LP1 harus dirubah atau di konversi dalam bentuk dB, nilai TL antara 19 – 29 dBA pada frekuensi 125 sampai 4KHz. Setelah nilai TL diketahui maka nilai W dapat dihitung untuk mengetahui bahan yang akan digunakan dalam pembuatan enclosure, dari perhitungan nilai W = 16 kg/m2/cm pada frekuensi 125 Hz dengan nilai TL sebesar 19 dB. Dari nilai W tersebut dapat diketahui bahan yang akan digunakan dan nilai absorpsi bahan dalam pembuatan enclosure nanti dapat diliat pada tabel 2.4. Setelah itu menghitung nilai dari Lp1’ yang berada didalam ruangan dimana nilai Lp1’ adalah bunyi yang dikeluarkan oleh mesin ditambah dengan pemantulan dari semua dinding dan barang – barang yang berada dalam ruangan. Tingkat tekanan bunyi over all setelah di enclosure adalah 87 dBA dan untuk tingkat kebisingan over all diluar tingkat tekanan bunyi di luar enclosure adalah 58 dBA maka besar selisih yang terjadi antara tingkat tekanan bunyi didalam ruangan dan diluar ruangan adalah 29 dBA. Dari hasil ini selanjutnya mencari nilai TTB di luar dinding dimana TTB di luar dinding ini harus lebih rendah dari pada di dalam dinding dan dari perhitungan TTB di luar dinding adalah 58 dBA untuk over all. Pada perhitungan dengan menggunakan software didapatkan nilai tingkat tekanan bunyi diluar ruangan atau bunyi yang diterima oleh pendengar adalah sebesar 78 dBA pada frekuensi 1 KHz dan bunyi didalam ruangan sebesar 90 dBA untuk over all. Penurunan tingkat tekanan bunyi yang diinginkan adalah 10 dB, Sedangkan penurunan yang telah dilakukan untuk perhitungan adalah 29 dBA sedangkan untuk penurunan tingkat kebisingan dengan menggunakan software adalah 12 dBA. Pengurangan tingkat tekanan bunyi dapat dilihat juga pada counture mapping sebelum di
9680000
4.4
Pembahasan Dari analisa tugas akhir yang telah dikerjakan yaitu pengendalian kebisingan pada Plant Hydrogen di PT SAMATOR Driyorejo – Gresik dengan tema tentang pembuatan enclosure ada beberapa langkah yang dilakukan yaitu pengambilan data, pengolahan data ada 2 perhitungan dengan software excel 2003 dan software CATT_Acustic V8, desain enclosure, dan perincian dana yang di inginkan. Pengambilan data yang dilakukan ada 39 titik pengukuran dimana dari hasil pengukuran tingkat tekanan bunyi tertinggi adalah 90 dBA. Tingkat kebisingan tersebut dapat mengganggu pendengaran jika terkena atau terpapar terus menerus yang dapat mengakibatkan ketulian, maka pembuatan enclosure ini perlu dilakukan. Dari data yang ada maka langkah pertama adalah pencarian untuk nilai TL, dari hasil survei yang dilakukan data yang diperoleh adalah nilai untuk LP1. Nilai dari NR 11
4. Barron, Randall F. 2001. “Industrial
enclosure pada gambar 3.3 dan sesudah di enclosure pada gambar 4.1, pada penggambaran pola penyebaran kebisingan sangat berbeda sekali dengan sebelum di enclosure. Sebelum di enclosure daerah penyebaran berada di daerah mesin 1 dan menyebar sampai area mesin dry ice dimana pada mesin dry ice ini terdapat orang bekerja, pemaparan atau tingkat tekanan bunyi pada area mesin dry ice ini sebesar 88 – 90 dBA dan pemaparan tersebut sangat berbahaya bagi kesehatan yaitu pada pendengaran, jika tingkat tekanan bunyi tersebut terpapar terus menerus akan mengakibatkan ketulian sementara bahkan juga bisa sampai tuli permanen jika dalam rentang waktu yang cukup lama.
5.
6.
7.
8. 9.
5. KESIMPULAN Dari tugas akhir yang telah dikerjakan didapat beberapa kesimpulan yaitu 1. dari perhitungan didapatkan nilai w = 16 kg/m2/cm untuk menentukan bahan enclosre. 2. didapatkan nilai TTB di dalam ruang sebesar 105 dBA. Sedangkan untuk diluar ruangan sebesar 74 dBA. 3. penurunan tingkat tekanan bunyi sebesar 15 dBA, melampaui yang telah direncanakan semula yaitu 10 dBA. DAFTAR PUSTAKA 1. Mediastika, E Christina. 2009. “Material Akustik Pengendali Kualitas Bunyi pada Bangunan”. Yogyakarta. 2. Doelle, L Leslie. 1985. “Akustik Lingkungan”. Erlangga. 3. Harris, M Cyril. 1979. “Handbook of Acoustical Measurements and Noise Control”.
12
Noise Control and Acoustics”. Marcel Dekker. New York. “Materi Kuliah Akustik dan Getaran” Jurusan Teknik Fisika ITS Surabaya. Irwin, J.D and Graf, E.R. 1979. “Industrial Noise and Vibration Control”. New Jersey. Government of Hongkong SAR. 2003. “Guidlines on Design of Noise Barriers”. Hongkong. Departement of Defense USA. 1995. “Noise and Vibration Control”. USA. Putri M, Ajeng. 2009. “Perancangan Barrier Untuk Mengurangi Tingkat Kebisingan di Kampung Kanginan Surabaya Dengan Menggunakan Metode Nomograph”. Teknik FisikaITS Surabaya.
