Sejarah penemuan dan perkembangan teknologi akustik

Sejarah penemuan dan perkembangan teknologi akustik secara global hingga perkembangannya di Indonesia

Pengertian Akustik

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

·      Sejarah penemuan dan perkembangan akustik secara global

            Akustik merupakan teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Sedangkan akustik kelautan adalah teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambantannya dalam suatu medium air laut. Akustik kelautan merupakan satu bidang kelautan yang umendeteksi  target di kolom perairan dan dasar perairan dengan menggunakan suara sebagai mediannya. Studi kelautan dengan menggunakan akustik sangat m embantu peneliti untuk mengetahui objek yang berada di kolom dan dasar perairan. Objek ini dapat berupa plankton, ikan, jenis subtrat maupun kandungan minyak yang berada di bawah dasar perairan.

            Di mulai dari penemuan Aristoteles pada tahun 384-322 SM yang menyatakan bahwa suara bisa terdengar di dalam air. Pada tahun 1452-1519 Leonardo da vinci menyatakan bahwa “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. Kemudian di lanjutkan penemuan Marsenna dan Galileo pada tahun 1620 yang menyatakan pada sifat dan perilaku suara dan pengukuran awal kecepatan suara di udara. Beberapa dekade kemudian, pada tahun 1687 Sir Issac Newton menerbitksan teori matematika pertama mengenai bagaiman suara bergerak, dalam karyanya yang besar, Philosophiae Naturalis Principia Mathematic, “Rational Mechanics will be the science of motions resulting from any forces whatsoever, and of the forces required to produce any motions, accurately proposed and demonstrated and therefore we offer this work as mathematical principles of philosophy. For all the difficulty of philosophy seems to consist in this from the phenomena of motions to investigate the forces of Nature, and then from these forces to demonstrate the other phenomena Meskipun Newton terfokus pada suara diudara, teori matematika dasar yang sama berlaku untuk suara dalam air”. Pada tahun 1743, Abbe J.A Nollet melakukan percobaan yang menyatakan bahwa alarm yang berdentang bisa dengan mudah di dengar di dalam air, tetapi tidak di udara. Hal ini menunjukkan perjalanan suara melalui air.

Pengukuran pertama mengenai kecepatan suara di dalam air sukses pada tahun 1800 menggunakann tabung panjang untuk mendengarkan bawah air. Da vinci ilmuawan pada tahun 1826 mencatat seberapa cepat bunyi lonceng terendam mengalami perjalanan melintas danau jenewa. Swiss, Jean-Daniel Colladon, Fisikawan dan Charles-Francois Sturm, seorang matematikawan membuat percobaan pertama untuk menemukan kecepatan suara dalam air. Dalam percobaan mereka, lonceng bawah air dipukul bersamaan dengan penyalaan mesiu pada kapal pertama. Suara bel dan flash dari bubuk mesiu yang diamati 10 mil jauhnya.  

Gambar 1. Percobaan pertama untuk menentukan kecepatan suara dalam air

            Colladon dan Sturm mengukur suhu air di danau 8 derajat. Pada suhu ini mereka menentukan kecepatan suara dalam air segar 1435 m/detik. Yang berbeda dari nilai saat diterima hanya 3 m/detik. Hasil penemuan mereka ini dipublikasikan yang dibuat pada tahun 1820. Pada waktu yang hampir sama para ilmuwan berpikir tentang aplikasi praktis dari suara bawah air. Salah satu aplikasinya yang digunakan untuk mengukur kedalaman air dengan menurunkan garis tertimbang pada dek kapal namun hasilnya tidak begitu akurat. Pada tahun 1838 Charles Bonnycastle melakukan percobaab dengan echo sounding. Dan akhirnya aplikasi yang penting untuk suara bawah air adalah echo sounding.

            Pada tahun 1877 dan 1878, ilmuwan Inggris William Strut Yohanes juga dikenal sebagai Lord Layleigh, diterbitkan teori suara, dengan karya yang dianggap sebagai tanda awal dari studi modern akustik. Kemudia merumuskan persamaan gelombang, alat matematika yang menggambarkan geombang suara yang merupakan dasar untuk semua pekerjaan pada akustik. Karyanya mengatur perkembangan ilmu dan penerapan akustik bawah air pada abad ke-20.

            Menjelang akhir 1800-an, lalu lintas kapal meningkat menimbulkan kekhawatiran tentang navigasi. Pada tahun 1889, American Lighthouse Board menyebutkan bahwa alternatif yang digunakan adalah bel air dan sistem microfon yang dirancang oleh Lucien Blake. Pada tahun1901, sekelompok ilmuwan yang percaya bahwa suara bawah air akan memberikan peringatan yang paling dapat diandalkan, membentuk Submarine Signal Company.

             Perkembangan akustik lebih lanjut dapat dilihat pada Perang Dunia pertama khususnya digunakan untuk pendeteksian kapal-kapal selam yang ada dibawah laut. Pendeteksian ini menggunakan 12 hydrophone ( setara dengan microphone untuk penggunaan di darat) yang diletakan memanjang di bawah kapal laut untuk mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam.

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.

Pada akhir perang dunia II barulah pengetahuan tentang akustik lebih berkembang atau makin meluas. Bukan hanya untuk keperluan militer saja tapi juga 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.

·      Perkembangan Akustik Kelautan Saat ini Terutama diIndonesia

Perkembangan akustik kelautan di Indonesia makin intensif pada decade tahun 70an. Pada decade ini, ilmu tentang akustik diterapkan dalam pendeteksian dan pendugaan stok ikan, yakni dengan dikembangkannya analog echo integrator dan echo counter. Perkembangan ilmu tentang akustik ini dapat di lihat  di  Negara Inggris dan di beberapa Negara lain seperti Norwegia, Amerika, Jepang, Jerman dan sebagainya.

Perkembangan selajutnya adalah diketemukannya 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 stok ikan dan manajemen sumberdaya perikanan.

Pada saat sekarang ilmu akustik di manfaatkan untuk aplikasi dalam survei kelautan, budidaya perairan, penelitian tingkah laku ikan, aplikasi dalam studi penampilan dan selektivitas alat  tangkap,  bioakustik. Aplikasi dalam survei kelautan, dengan akustik kita dapat menduga spesies ikan yang ada di daerah tertentu dengan menggunakan pantulan dari suara, semua spesies mempunyi target strengh yang berbeda-beda. Aplikasi dalam dunia budidaya untuk pendugaan jumlah ekor, biomass dari ikan dalam jaring/kurungan pembesaran untuk menduga ukuran dari individu ikan dalam jaring kurungan, memantau tingkah laku ikan dengan acoustic tagging.

Aplikasi akustik dalam tingkah laku ikan meliputi pergerakkan migrasi ikan dengan acoustic tagging, orientasi target (tilt angle), reaksi menghindar terhadap gerak kapal survei dan alat tangkap, respon terhadap rangsangan/stimuli cahaya, suara, listrik, hidrodinamika, komia, mekanik dan sebagainya. Aplikasi dalam studi penampilan dan selektivitas alat tangkap ikan meliputi pembukaan mulut trawl dan kedalaman, selektivitas penangkapan dengan melihat ukuran ikan target.

Sumber : Bahan ajar mata kuliah akustik kelautan