Studi Pengaruh Penambahan Kerang Hijau (Perna Viridis) sebagai Material Akustik pada Kemampuan Absorbsi Bunyi
Susilo Indrawati ∗
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111

## Intisari
Kerang Hijau (Perna viridis) atau dikenal sebagai green mussels, memiliki sebaran yang luas hampir dis- eluruh lapisan dunia. Namun potensi limbah berupa cangkang kerang saat ini belum banyak dimanfaatkan. Berdasarkan data ekspor hasil perikanan Indonesia pada tahun 2003 dan 2004, untuk komoditas kerang di- hasilkan sekitar 2.752 ton. Kegiatan pada unit pengolahan kerang hijau menghasilkan limbah padat yang cukup tinggi sehingga diperlukan upaya pemanfaatan cangkang kerang hijau dan mengurangi dampak negatif ter- hadap kesehatan manusia dan lingkungan. Mengingat dalam cangkang kerang memiliki banyak kalsium, dalam penelitian ini akan dilakukan studi awal pengaruh pemberian kerang hijau sebagai material akustik terhadap ke- mampuan dalam mengabsorbsi bunyi. Metode yang dilakukan adalah dengan menggunakan tabung Impedansi. Adapun bahan yang digunakan adalah semen putih, gypsum, agent foam dan bubuk kerang. Berdasar hasil pen- gukuran didapat perbandingan prosentasi material kulit kerang:semen putih:gypsum 4:0:2 (kerang 270 gr, tanpa semen putih, gypsum 135 gr) memiliki perubahan nilai koefisien absorbsi yang paling besar jika dibandingkan dengan perbandingan bahan yang lain.

## Abstract
Green mussel (Perna viridis) is known as Green Shell, which has wide distribution in nearly all layers of the world. However, the potential of green leather shells have not been optimally used . Based on data from Indone- sian exports of fishery products in 2003 and 2004, It’s commodities produced approximately 2,752 tonnes. The result of Activity on unit processing the green mussel is the solid cesspit very high. So, there are needed effort to use it and reduce negative impacts on human health and the environment. Remember that the shells have a lot of calcium, so in this study will be conducted early studies about the effect of green mussels for ability an accoustic material to absorb sound. The method is using the impedance tube. The materials used are white cement, gypsum, foam agent and powder leather shells.The result from the measurement of the percentage ratio green leather shell: white cement: gypsum 4: 0: 2 (270 gr green leather shell, no white cement, gypsum 135 gr) has changes of value the greatest of absorption coefficient.
K ATA KUNCI : green mussels, absorption coefficient, impedance tube

## I. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara yang mengikuti perkemban- gan ilmu dan teknologi. Inovasi baru terus dilahirkan dengan menggunakan material-material recycle. Salah satu bidang yang diperlukan untuk menambah estetika material akustik adalah inovasi-inovasi baru yang diketahui bahwa kebanyakan menggunakan mineral wool. Tentu saja material ini masih sulit dijangkau oleh masyarakat karena harganya yang relatif mahal.
Sebelumnya telah dilakukan penelitian tentang kualitas akustik panel dinding berbahan baku jerami yang telah di- lakukan oleh Mediastika [1]. Panel jerami sebagai material akustik mampu mengolah bahan limbah menjadi panel yang
∗ E- MAIL : susilo i@physics.its.ac.id
memiliki kekuatan struktural yang mencukupi dan kualitas akustik yang memadai. Namun penelitian ini memerlukan bahan tambahan yang sekiranya diperlukan untuk menjaga keawetan panel tersebut. Armando [2] meneliti tentang pe- manfaatan limbah kulit kerang simping menjadi elemen es- tetika bangunan, yang hanya memandang dari sisi dari estetika bangunan belum di bahas mengenai pemanfaatan dalam ma- terial akustik.
Berdasarkan permasalahan di atas maka dilakukan studi pengaruh pemberian kerang hijau (perna viridis) sebagai material akustik terhadap kemampuan mengabsorbsi bunyi. Material yang digunakan sebanyak 5 macam yang meru- pakan gabungan dari kulit kerang, semen putih, gypsum dan agent foam dengan komposisi perbandingan bahan yaitu 0:4:2, 1:3:2, 2:2:2, 3:1:2 dan 4:0:2 . Bahan-bahan terse- but nantinya akan di ukur lebih lanjut dengan menggu- nakan tabung impedansi. Pengukuran dengan metode ini nantinya akan di peroleh perbandingan material akustik mana

## Gambar 1: Kerang hijau.
yang memiliki kemampuan paling besar dalam mengabsorbsi bunyi.

## Diskripsi kerang hijau
Limbah kulitkerang hijau adalah salah satu material yang biasanya digunakan sebagai bahan kerajian yang dilakukan oleh sekelompok pengrajin di daerah pantai kenjeran, Surabaya. Kerang hijau (Perna viridis) atau biasanya dikenal dengan green mussels (Gambar 1) adalah binatang lunak (moluska) yang hidup di laut, bercangkang dua dan berwarna hijau.
Filum : Moluska Kelas : Bivalvia Ordo : Mytiloida Famili : Mytilidae Genus : Perna Spesies : Perna viridis
Di daerah pinggir pantai Kenjeran kecamatan Sukolilo Surabaya banyak terdapat jenis kerang hijau ini yang masih memiliki nilai jual yang rendah serta pemanfaatan yang telah dilakukan sangatlah sedikit yang memberikan kontribusi ter- hadap suatu bangunan secara langsung. Biasanya warga sekitar memanfaatkan kulit kerang sebagai kerajinan tangan atau seni dekoratif, juga sebagai campuran makanan ternak guna memenuhi kadar kalsium [3]. Kandungan terbesar kulit kerang berupa kalsium karbonat, magnesium karbonat, kal- sium fosfat dan sebagian kecil materi anorganik lain. Bahan- bahan ini sering disebut dengan filter pada produksi cat, ker- tas, adhesif, kosmetik, semen adhesif dan lain-lain. [4].

## Klasifikasi material akustik
Bahan-bahan material akustik ada beberapa yang dapat dik- lasifikasikan sebagai absorber secara khusus yaitu:
1. Mineral wool: mineral wool terbuat dari material pasir, batu basal, dan kaca daur ulang yang dilelehkan pada suhu tinggi
2. Foam(busa): Foam dapat memiliki struktur sel yang terbuka ataupun tertutup. Dengan struktur sel yang berbuka poros saling berhubungan san memiliki hasil absorbsi yang signifikan. Sedangkan untuk struktur sel tertutup sebaliknya.
3. Material daur ulang: Material ini menggunakan material-material yang dapat didaur ulang.
4. Gorden (tirai): gorden atau tirai merupakan material yang biasa digunkan sebagai penyerap berporus. Se- makin dalam lipatan akan semakin menghasilkan ab- sorpsi yang baik.
5. Karpet: karpet merupakan absorber berporus, yang biasanya memiliki proporsi absorbsi yang luas pada frekuensi tinggi di dalam ruang.
6. Aerogels: material ini merupakan zat padat yang memi- liki porosiotas yang tinggi. Terbuat dari gel yang di- cairkan kemudian berubah menjadi gas.
7. Karbon aktif : material ini mulai diminati dalam bidang akustik untuk meningkatkan kemampuan ma- trial akustik. Salahsatunya pembuat loadspeaker sudah menggunkan karbon aktif untuk meningkatkan perfor- mansi frekuensi rendah pada loadspeaker [5].

## Kriteria material akustik
Bahan lembut, berpori dan kain serta juga manuasia, menyerap sebagian besar gelombang bunyi yang menumbuk mereka, dengan kata lain mereka adalah penyerap bunyi. Jum- lah panas yang dihasilkan pada perubahan energi inni adalah sangat kecil, sedang kecepatan perambatan gelombang bunyi tidak dipengaruhi oleh penyerapan. Sebenarnya semua bahan bangunan menyerap bunyi sampai batas tertentu, tetapi pen- gendalian akustik bangunan yang baik membutuhkan peng- gunaan bahan-bahan dengan tingkat penyerapan bunyi yang tinggi. Untuk membuat suatu insulator harus memenuhi per- syaratan sebagai berikut:
• Berat, material berat mampu meredam getaran yang menimpanya berkat beratnya sendiri.
• Keutuhan material, keutuhan material bergantung pada kerapatan bahan dan keseragaman material se- hingga akan memiliki tingkat insulasi yang tetap dan stabil.
• Elastisitas, elastisitas akan mengurangi timbulnya res- onansi. Namun kurang cocok dipakai sebagai kon- struksi bangunan yang kuat.
• Prinsip isolasi, sangat bermanfaat untuk memperoleh tingkat insulasi yang tinggi.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Peralatan yang digunakan dalam metode penelitian ini adalah menggunakan metode tabung impedansi seperti yang di tunjukkan dalam Gambar 2. Dalam penelitian ini juga digu- nakan software YMEC (Yoshimasa Electronic) yaitu software yang mampu mencatat dan menyimpan data sekaligus yang diterima oleh mikrophon.
TABEL I: Komposisi campuran.
Nama P e r b a n d i n g a n k o m p o s i s i Sampel kulit kerang hijau semen putih gypsum Bahan 1 0 4 2 Bahan 2 1 3 2 Bahan 3 2 2 2 Bahan 4 3 1 2 Bahan 5 4 0 2
Gambar 2: Skema rangkaian untuk mengukur koefisien absorbsi.

## Pencampuran perekat dan pencetakan
Bahan perekat seperti silica fume 6% dan specta foam 1/20 dari bahan perekat dimasukkan ke dalam ember. Lalu bahan ini dicampur menggunakan mixer/blender hingga berbusa. Selanjutnya hasil campuran tersebut ditambahkan dengan sampel limbah kulit kerang dalam komposisi yang diten- tukan, yaitu terdiri dari bahan-bahan yang berturut dengan perbandingan komposisi kulit kerang hijau : semen putih : gypsum seperti ditunjukkan Tabel I.

## Metode ukur dengan menggunakan tabung impedansi
Tabung impedansi memiliki banyak versi dari bentuk silin- der atau ukuran material sampel yang akan diuji. Penguku- ran akan dilakukan dengan range frekuensi band oktaf. Untuk mengukur koefisien absorbs ( α ), maka perangkat keras yang telah disebutkan maka dirangkai seperti Gambar 2.
Metode tabung impedansi merupakan salah satu cara untuk mengukur absorpsi bahan pada gelombang bunyi. Penggu- naan metode ini berdasarkan dua standart, yaitu ISO 10534- 2:1998 dan ASTM E1050-98, prinsip dasar metode tabung impedansi adalah refleksi, absorpsi dan transmisi gelombang bunyi oleh permukaan bahan. Sumber bunyi yang berasal dari speaker nantinya akan dibangkitkan oleh amplifier yang ke- mudian bunyi akan diteruskan ke sample (specimen) dan data akan ditangkap oleh mikropon. Data yang ditangkap oleh mikropon merupakan data tingkat tekanan bunyi (SPL) re- fleksi dari sample. Adapun data yang diperoleh adalah data SPL maksimum dan SPL minumum yang nantinya akan diper- oleh nilai selisihnya ( ∆ SPL) seperti yang ditunjukkan pada persamaan:
TABEL II: Background noise.
Frekuensi Tingkat bising (Hz) sekitar (dB) 125 18,0 - 26,2 250 23,4 - 29,5 500 29,4 - 32,0 1000 27,4 - 29,2 2000 23,6 - 26,2 4000 24,0 - 26,7
TABEL III: Hasil pengukuran dengan menggunakan tabung impedansi. Frek T i n g k a t t e k a n a n b u n y i (Hz) Bahan 1 Bahan 2 Bahan 3 Bahan 4 Bahan 5 max min max min max min max min max min 125 135,9 96,7 137,1 94,5 137,6 98,2 137,6 95,1 137 97 97 132,7 86,1 133,5 90,8 133,6 89,3 133,5 94,6 133 95 95 128,2 82,8 127,2 87,3 129,4 89,1 129,1 86 127 88 88 99,6 53,8 99,5 53,9 102,8 61,4 100,5 64,3 101 65 65 94 47 93 55,3 95,4 59,3 92,9 53,1 94 51 51 99 65,2 93,4 56,6 93,8 58,5 95,8 55,9 93 61
α = 1 − log − 1 ∆ SP L 20 − 1 log − 1 ∆ SP L 20 + 1 ! 2 (1)
dengan α = koefisien absorpsi normal bahan, ∆ SPL = selisih tingkat tekanan bunyi maximum dan tingkat tekanan bunyi minimum.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran koefisien absorbsi bunyi seperti pada Pers. 1 diperlukan besarnya ∆ SPL, sehingga perlu dilakukan pen- gukuran besarnya tingkat bising sekitar (background noise). Hasil pengukuran tingkat bising sekitar ditampilkan dalam Tabel II.
Setelah dilakukan pengukuran background noise yaitu den- gan mengukur besarnya didapatkan data seperti ditunjukkan Tabel III. Berdasarkan data yang telah diolah diperoleh be- sarnya koefisien absorbsi seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Berdasar hasil koefisien yang diperoleh dengan menggu- nakan tabung impedansi dapat dilihat bahwa dari urutan 1- 5 menyatakan bahwa bahan 1 (komposisi perbandingan kulit kerang, semen putih, gypsum = 0:4:2) komposisi belum dicampurkan dengan bubuk kerang hijau kemudian dilan- jutkan dengan bahan 2 (komposisi perbandingan kulit kerang, semen putih, gypsum = 1:3:2) penambahan bubuk kerang hijau masih belum kelihatan hanya pada frekuensi 500 Hz meningkat sebesar 0,02, kemudian setelah dilanjutkan dengan pengujian bahan 3, bahan 4 dan bahan 5 penambahan bubuk kerang cukup terlihat jelas hampir disemua frekuensi ada pen- ingkatan sebesar 0,01, dari studi disini dapat kita lihat bahwa penambahan bubuk kerang hijau dapat mengabsorbsi bunyi.
Gambar 3: Skema rangkaian untuk mengukur koefisien absorbsi.

## IV. SIMPULAN
Berdasarkan hasil pengukuran dengan metode tabung impedansi bahwa penambahan bubuk kerang hijau memiliki
kemampuan untuk mengabsorbsi bunyi, Mulai tampak ada pe- rubahan pada bahan 3, Sedangkan yang paling bagus yaitu pada bahan 5 dengan komposisi (komposisi perbandingan kulit kerang, semen putih, gypsum = 4:0:2)
[1] C. Mediastika, Akustika Bangunan - prinsip dan penerapannya di indonesia (Erlangga, Jakarta, 2005).
[2] A. Armando, dkk., Pemanfaatan limbah kulit kerang simp- ing menjadi elemen estetika bangunan, Universitas Brawijaya, Malang, 2013.
[3] M. Nadjib, Berkala Penelitian Hayati 13, 153-156 (2008).
[4] M.C. Douglas, Chemical and process technology encyclopedia (McGraw-Hill Book, Company, USA, 1974).
[5] D.A. Russel, Absorption Coefficient and Impedance (Science and Mathematics Departement, Kettering University, Flint, MI, 48504).