## STUDI APLIKASI MULTIBEAM ECHOSOUNDER DAN SIDE SCAN SONAR UNTUK MENDETEKSI FREE SPAN PADA SALURAN PIPA BAWAH LAUT

## I Made Dwiva Satya Nugraha, Yuwono
Jurusan Teknik Geomatika FTSP-ITS, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya, 60111 Email : yuwono@geodesy.its.ac.id

## Abstrak
Saluran pipa bawah laut sebagai salah satu sistem distribusi dalam industri minyak dan gas harus selalu diperhatikan kondisinya agar terhindar dari risiko kerugian material  maupun dampak terhadap lingkungan. Salah satu yang harus diperhatikan yakni bentang bebas (free span) atau bagian pipa yang tidak tertumpu. Informasi panjang dan tinggi free span  dapat  diperoleh  melalui  survei  inspeksi  dengan  memanfaatkan  instrumen  hidroakustik,  seperti  Multibeam Echosounder dan Side Scan Sonar.
Ditemukan sebanyak 119 indikasi free span pada citra Side Scan Sonar. Akan tetapi, terdapat selisih posisi horisontal pipa  dengan  yang  terlihat  pada  data  Multibeam  Echosounder.  Analisis  dilakukan  terhadap  ini  dan  diketahui  bahwa posisi  horisontal  yang  dapat  diandalkan  adalah  posisi  pipa  dari  Multibeam  Echosounder.  Hal  ini  disebabkan perambatan kesalahan yang sangat mungkin terjadi pada sistem towing yang diterapkan pada Side Scan Sonar.
Di  sisi  lain,  untuk  memperoleh  informasi  dimensi  free  span,  data  yang  digunakan  adalah  citra  Side  Scan  Sonar dikarenakan mampu memberikan informasi kenampakan permukaan dasar laut yang cukup jelas sehingga sangat baik digunakan untuk interpretasi panjang dan tinggi free span..
Kata Kunci: Free Span , Multibeam Echosounder , Pipa Bawah Laut, Side Scan Sonar

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Energi  adalah  kebutuhan  global  yang  tidak  dapat dipungkiri,  terutama  minyak  dan  gas  (migas). Permintaan  terhadap  migas  terus  meningkat seiring  dengan  berkembangnya  industri  migas sehingga  harus  dibarengi  dengan  distribusi  yang tepat,  khususnya  pada  area  lepas  pantai. Pembangunan  pipa  bawah  laut  merupakan  salah satu  sistem  distribusi  pengangkutan  material tersebut.  Namun,  saluran  pipa  ini  memerlukan inspeksi  secara  berkala  untuk  menghindari  risiko kerugian material terhadap industri itu sendiri dan juga  dampaknya  terhadap  lingkungan,  seperti misalnya bila terjadi kerusakan atau kebocoran.
Pipa  bawah  laut  merupakan  saluran  pipa  yang sangat panjang yang digunakan untuk pendistribusian  material  cair  maupun  gas  antar anjungan  atau  dari  anjungan  ke  darat.  Banyak aspek yang harus diperhatikan dalam perancangan saluran pipa bawah laut, antara lain tebal  dinding,  pemilihan  material,  peninjauan rute, pemilihan rute, data lingkungan, perlindungan  katodik  terhadap  korosi,  kestabilan
pada  permukaan  dasar  laut,  analisis  tekuk, ekspansi  termal,  analisis  kelelahan,  dan  analisis terhadap  bentang  bebas  ( free  span )  atau  bagian pipa yang tidak tertumpu.
Dinamika di lautan, seperti erosi, sand wave, dan rock  beam  dapat  menyebabkan  terjadinya  free span.  Panjang  free  span  ini  sebaiknya  dijaga dalam  batas  yang  diizinkan  pada  proses perancangan  baik  selama  atau  setelah  instalasi dengan cara memberikan support atau penopang. Untuk  mendeteksi  free  span  tersebut  dilakukan inspeksi secara berkala. Inspeksi pipa membutuhkan  informasi  yang  teliti  mengenai kondisi dasar laut. Survei inspeksi pada umumnya memanfaatkan  berbagai  macam  instrumen hidroakustik,  seperti Multibeam  Echosounder (MBES)  dan Side  Scan  Sonar (SSS).  Alat  ini  sama- sama  memanfaatkan  gelombang  akustik,  namun memiliki prinsip kerja yang berbeda.
MBES  dimanfaatkan  untuk  survei  batimetri,  yaitu survei  yang  dimaksudkan  untuk  mendapatkan data  kedalaman  dan  topografi  dasar  laut, termasuk  lokasi  dan  luasan  obyek-obyek  yang mungkin membahayakan (Subroto, 2012).
Sedangkan,  SSS  mampu  membedakan  besar kecil partikel  penyusun  permukaan  dasar  laut,  seperti batuan, lumpur, pasir, kerikil, atau tipe-tipe dasar perairan lainnya (Gustiawan, 2012).

## Perumusan Masalah
Perumusan  masalah  yang  dimunculkan  dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimanakah perbandingan data MBES, SSS, dan SBP dalam mendeteksi indikasi free span .
2. Apakah  metode  terbaik  untuk  mendeteksi panjang dan tinggi indikasi free span .

## METODOLOGI PENELITIAN

## Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  berada  di  Lapangan  X,  Laut Jawa (bukan lokasi sebenarnya). Detail lokasi studi kasus  tidak  akan  disebutkan  di  dalam  penelitian ini  demi  privasi  perusahaan  penyedia  data (maps.google.com).
Gambar 1. Lokasi penelitian

## Data dan Peralatan
- Data
Data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini antara lain:
1. Raw Data Side Scan Sonar .
2. Raw Data Sub-Bottom Profiler .
3. Vektor crossline survei Sub-Bottom Profiler.
4. Data ASCII Multibeam Echosounder .
- Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah  perangkat  keras  berupa  satu  unit computer  dan  plotter  serta  perangkat  lunak untuk  pengolahan  data  spasial  survey hidrografi.

## Diagram Alir Pengolahan Data
Secara  garis  besar  tahapan  dari  pengolahan  data yang  dilakukan  adalah  seperti  pada  diagram  alir berikut.
START Raw Data SSS Koreksi Slant Range Seabed yang Dipilih Tepat? Koreksi TVG Ya Navigation Smoothing Ya A A Digitasi Pipa Digitasi Free Span Mencari Tinggi Free Span Tinggi Free Span dari SSS Posisi dan Panjang Free Span dari SSS Posisi Pipa dari SSS END Mosaicing Mosaic Tidak Tidak Memudahkan Interpretasi?
Gambar 2. Diagram Alir Pengolahan Data SSS
Data ASCII MBES Gridding Sun- Illuminated Image Digitasi Pipa Contouring Kontur Pembuatan Section Seabed Section Build Surface Posisi Pipa dari MBES START

## END

## Gambar 3. Diagram Alir Pengolahan Data ASCII MBES

## Tahap Pengolahan Data Sonar Image
Sonar  image  atau  citra  gambaran  permukaan dasar  laut  diperoleh  dengan  bantuan  Side  Scan Sonar 272 TD Dual Frequency yang menghasilkan citra  dengan  frekuensi  rendah  dan  tinggi  secara bersamaan.  Pengolahan  data  dilakukan  dengan menerapkan  koreksi  jarak  miring  ( slant  range ) terhadap  area  putih  atau  disebut  dengan  kolom air  yang  terekam  pada sonar  image ,  dilanjutkan
dengan    koreksi  navigasi  untuk  mengurangi jumping koordinat pada rekaman SSS, dan koreksi time-varying gain
(TVG) yakni mengatur backscatter yang  mempengaruhi  rona.  Setelah semua  citra  dikoreksi,  maka  dibuatlah  suatu mosaic  dari  citra-citra  tersebut  untuk  dapat dilakukan interpretasi pipa dan dimensi free span pipa.

## Tahap Pengolahan Data Batimetri
Data  batimetri  didapat  dari  akuisisi  dengan menggunakan  instrumen  akustik  Single  beam Echosounder Odom Echotrac MKII dan Multibeam Echosounder Simrad EM3002. Sistem pemposisian menggunakan  metode  diferensial  (Lekkerkerk, 2006) dengan DGPS C-Nav 2050 bereferensi pada datum  WGS84  pada  jalur  survei  sepanjang  ±  14 kilometer. Koreksi yang diterapkan saat pengolahan data diantaranya pembersihan terhadap  gangguan  data  atau  yang  biasa  disebut spike  yang  terjadi  akibat  operasional  kapal, gelembung  air,  dan  faktor-faktor  lainnya,  lalu koreksi profil kecepatan suara, serta pasang surut untuk  mereduksi  kedalaman  yang  diperoleh terhadap  variasi  muka  air  laut.  Namun dikarenakan  data  MBES  yang  diperoleh  sudah dalam  bentuk  ASCII,  maka  tidak  dipelukan  lagi proses  koreksi  data.  Sehingga  pengolahan  yang dilakukan  dalam  penelitian  ini  adalah  untuk mendapatkan sun-illuminated image untuk digitasi pipa dan seabed section sepanjang saluran pipa.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil
Hasil  dari  proses  pengolahan  adalah  sebagai berikut:
a. Perbedaan Posisi Pipa dari Data SSS dan MBES Saluran  pipa  bawah  laut  terlihat  jelas  pada Sonar  image ,  begitu  pula  dengan free  span yang  ditandakan  oleh  adanya  bayangan  atau yang biasa disebut acoustic shadow .
Interpretasi dilakukan dengan mendigitasi citra yang dibatasi hanya pada kenampakan saluran pipa  dan  panjang free  span -nya  saja.  Namun, terdapat  kejanggalan  pola  pipa  yang  tampak melekuk tidak  lazim bila dibandingkan dengan hasil digitasi pipa dari data MBES. Sampel yang ditampilkan  pada  tabel  diambil  dari free  span
citra  SSS  dan free  span citra  SSS  yang disesuaikan dengan posisi pipa MBES.
Tabel 1. Komparasi Free Span dari Data MBES dan SSS
Perbedaan  tidak  hanya  terjadi  pada  koordinat seperti  yang  disebutkan  pada  tabel  di  atas. Perbedaan yang ditampilkan dipilih hanya yang selisihnya  lebih  dari  5  meter  pada  awal  atau akhir span -nya.  Dapat  dilihat  bahwa  selisih jarak  maksimum  antara  pipa  dari  data  MBES dibandingkan  dengan  SSS  masing-masing sebesar  8,06  meter  pada  awal span dan  8,00 meter  pada  akhir span yang  terjadi  pada free span nomor 6.
b. Free Span yang Terdeteksi
Saluran  pipa  dimulai  pada  koordinat Easting 512882,27  meter  dan Northing 9418084,26 meter  (bukan  koordinat  sebenarnya)  dengan kedalaman 46,30 meter di bawah chart datum yang  ditandai  sebagai Kilometer  Post (KP)  0,0. Terdapat sebanyak 119 free span pada saluran pipa  sepanjang  13,058  kilometer  ini  dengan panjang  dan  tinggi  terhadap  dasar  laut  yang bervariasi.
Tabel 2. Free Span pada Saluran Pipa 26” di Lapangan X
Sp a n Koordinat Awal Span
Koordinat Akhir Span Data Pipa Easting (m) Northing (m) Jarak (m) Easting (m) Northing (m) Jarak (m) 3 513590,89 9417666,96 6,22 513594,95 9417665,37 6,90 MBES 513587,73 9417661,61 513591,49 9417659,40 SSS 5 513830,10 9417578,86 5,82 513834,34 9417577,44 6,16 MBES 513827,77 9417573,53 513831,90 9417571,79 SSS 6 513877,03 9417563,31 8,06 513881,75 9417561,65 8,00 MBES 513874,45 9417555,68 513879,19 9417554,07 SSS 9 514192,21 9417440,15 5,26 514195,86 9417438,55 5,45 MBES 514189,88 9417435,43 514193,45 9417433,67 SSS 18 515134,59 9416907,21 6,46 515145,83 9416900,64 7,01 MBES 515130,94 9416901,88 515141,90 9416894,84 SSS
Span Koordinat Awal Span Koordinat Akhir Span Dimensi Easting (m) Northing (m) Easting (m) Northing (m) P (m) T (m) 1 513123,01 9417898,92 513136,39 9417890,16 15,99 0,52 2 513356,96 9417765,54 513358,61 9417764,74 1,83 0,33 40 583057,56 9919895,66 583058,54 9919895,25 1,07 0,32 41 518295,89 9415268,70 518299,60 9415266,34 4,40 0,37 42 518490,85 9415108,46 518492,62 9415106,61 2,57 0,31 85 585807,25 9917028,91 585808,13 9917027,06 2,05 0,19 86 520849,80 9412450,47 520850,63 9412449,11 1,59 0,26 87 520972,70 9412271,11 520973,66 9412269,96 1,50 0,32 108 587087,99 9916122,80 587144,93 9916120,51 56,98 2,03 109 522146,53 9411620,47 522169,50 9411619,86 22,98 1,45 119 523153,90 9411977,82 523177,14 9411990,39 26,43 0,27
Keterangan: P : panjang free span dalam meter T : tinggi free span dalam meter

## Pembahasan
a. Analisis  Perbedaan  Posisi  Pipa  dari  Data  SSS dan MBES Hasil  interpretasi  dan  digitasi mosaic SSS menghasilkan  pola  pipa  yang  tampak  tidak wajar  dibandingkan  dengan  digitasi  pipa menggunakan
sun-illuminated imege mengingat instalasi pipa sangat
memperhatikan faktor kelurusan pipa.
Perbedaan  pola  pipa  dari  kedua  metode ditunjukkan oleh gambar berikut.
Gambar 4. Free Span 108 dan 109 dari Data MBES dan SSS Keterangan:
: digitasi pipa dari data MBES
: digitasi pipa dari data SSS
: free span dari data SSS
: free span disesuaikan dengan digitasi pipa MBES
Melirik  kembali  prinsip  kerja  untuk  masalah positioning ,  kedua  alat  ini  bergantung  pada
DGPS (Lekkerkerk, 2006). Walaupun
menggunakan  sistem  pemosisian  yang  sama, data  komparasi menunjukkan posisi pipa yang dihasilkan  berbeda.  SSS  mengakuisisi  data dengan prinsip towing atau ditarik dengan tow cable ,  sehingga  dapat  dikatakan positioning SSS  tidak  langsung  terhubung  dengan  GPS melainkan  melalui  perantara  suatu  sistem tambahan  yaitu Ultra  Short  Baseline (USBL). Hal  ini  memungkinkan  terjadinya  perambatan kesalahan,  yaitu  kesalahan offset transduser USBL terhadap GPS dan kesalahan sistem USBL sendiri  terhadap  SSS,  sehingga  berdampak pada  kualitas  posisi  pipa  dan free  span -nya yang  kurang  bisa  diandalkan.  Ditambah  lagi stabilitas Sonar  Fish yang  sangat  dipengaruhi arus  dan  gelombang  saat  mengakuisisi  data (Lekkerkerk, 2006).
Sistem  MBES  dalam  penelitian  ini  adalah mounted ,  di  mana  tidak  terdapat  sistem  lain untuk mengintegrasikan GPS dengan
transduser.  Yang  perlu  diperhatikan  adalah offset transduser  MBES  terhadap  GPS, sehingga posisi yang diperoleh dapat dianggap benar dan dijadikan sebagai data posisi primer. Namun, free  span tidak  terlihat  pada sun- illuminated  image MBES,  kecuali free  span dengan tinggi yang ekstrim, sehingga interpretasi  pipa  dan free  span -nya  pun  sulit dilakukan karena semua benda yang ditangkap sebagai  data  pada  dasarnya  adalah  berupa kumpulan titik.
b. Nilai  Dimensi Free  Span Terendah  dan Tertinggi Posisi free span pada Tabel 2 merupakan posisi free  span dari sonar  image yang  disesuaikan dengan  posisi  saluran  pipa  dari  data  MBES. Sedangkan  tinggi free  span adalah  yang diperoleh  dari sonar  image . Free  span nomor 108  memiliki  panjang span 56,98  meter  dan tinggi  sebesar  2,03  meter  di  atas  permukaan dasar  laut.  Angka  ini  merupakan  nilai  panjang dan tinggi span terbesar dari semua free span saluran  pipa  26”  di  Lapangan  X,  Laut  Jawa (bukan lokasi sebenarnya). Bentang terpendek dimiliki  oleh free  span 40  dan  untuk  tinggi terendah pada free span 85. Untuk kenampakan free  span yang  lebih  jelas  dapat dilihat di lampiran.

## PENUTUP
Pendeteksian free  span dalam  penelitian  ini menggunakan  data Side  Scan  Sonar dan Multibeam  Echosounder .  Posisi  yang  diperoleh dari  data Multibeam  Echosounder menjadi  data posisi  pipa  yang  dapat  dianggap  benar,  melirik pada  sistem mounted instrumen  ini  di  kapal survei.
Di  lain  sisi,  citra Side  Scan  Sonar mampu memperlihatkan  kenampakan  permukaan  dasar laut  yang  cukup  jelas  sehingga  sangat  baik digunakan  untuk  interpretasi  panjang  dan  tinggi free  span .  Metode  terbaik  untuk  memperoleh dimensi free span adalah dengan mengkombinasikan kelebihan yang dimiliki instrumen hidroakustik ini. Data posisi menggunakan  data Multibeam  Echosounder dan
dimensi free span diperoleh dari interpretasi citra Side Scan Sonar .
Diperoleh  bahwa free  span 108  merupakan  yang terpanjang  dan  tertinggi  dengan  panjang span 56,98  m  dan  tinggi  2,03  m  di  atas  permukaan dasar  laut.  Bentang  terpendek  dimiliki  oleh free span 40 dengan panjang 1,07 m dan untuk tinggi terendah pada free span 85 dengan nilai 0,19 m.

## DAFTAR PUSTAKA
Subroto,  R.  Y.  2012.  Pengolahan  Data  Multibeam Echosounder Pada  Survei Pra-Pemasangan Pipa  Bawah  laut.  Bandung:  Program  Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB. Gustiawan,  H.  2012.  Komputasi  Data  Side  Scan  Sonar Klein  3000  untuk  Identifikasi  Targat  Dasar
Laut.  Bogor:  Departemen  Ilmu  dan
Teknologi Kelautan IPB.
Lekkerkerk, H.-J., Velden, R. v., Haycock, T., Jansen, P., Vries,  R.  d.,  Waalwijk,  P.  v.,  et  al.  2006.
Handbook  of  Offshore  Surveying  Volume One:  Preparation  &  Positioning.  London:
Clarkson Research Service Limited.

## LAMPIRAN
a. Peta Indikasi Free Span di Lapangan X
b. Free Span 38, 39, dan 40 pada Citra Side Scan Sonar