p-ISSN : 1693-6299                                           http://ejournal-balitbang.kkp.go.id/index.php/chanos2
e-ISSN : 2808-1145 DOI: 10.15578/chanos.v22i1.14240

## DESAIN DAN PEMBUATAN PROTOTIPE CARLSON SURGE DEVICE (CSD) UNTUK BUDIDAYA KARANG HIAS

## DESIGN AND DEVELOPMENT OF CARLSON SURGE DEVICE (CSD) PROTOTYPE FOR ORNAMENTAL CORAL FARMING
Muhammad Romdonul Hakim 1* , Afriana Kusdinar 1 , Haidar Atsil Meyshaffa Ahmadi 1 , Anas Noor Firdaus 1
1 Program Studi Teknologi Kelautan, Politeknik Kelautan dan Perikanan Pangandaran, Pangandaran
* Korespondensi: anugerah.hakim@gmail.com

## ABSTRACT
As  the  interest  in  marine  aquariums  increases,  so does  the  demand  for  ornamental  corals.  One  of  the parameters needed for coral growth is water flow. The Carlson Surge Device (CSD) is a tool that can generate water currents similar to natural sea currents found in coral reefs. This research aims to create a CSD that is easy and inexpensive to produce, so it can be widely applied in ornamental coral cultivation tanks by the community. By optimizing the cultivation of ornamental corals, it is hoped that the damage to coral reef ecosystems caused by illegal coral harvesting in nature can be minimized. This research uses an experimental method by testing PVC pipe diameters of 1 inch, 1.5 inches, 2 inches, and 2.5 inches. The CSD design created has reservoir dimensions with a diameter of 36 cm and a height of 35 cm, and uses PVC pipes with an inner pipe length of 20 cm and an outer pipe length of 44 cm. The results of this study show that the use of 2.5-inch diameter PVC pipes can produce a water flow rate of 0.28 m/s, which is suitable for coral growth, while the water flow produced by other pipe diameters is still too strong. These results indicate that the CSD prototype that has been made is suitable for application in ornamental coral cultivation tanks.
Keywords : Carlson Surge Device; ocean currents; ornamental coral; coral farming

## ABSTRAK
Seiring  dengan  tingginya  minat  akan  akuarium  laut  maka  semakin  tinggi  pula  permintaan  akan  karang hias.  Salah  satu  parameter  yang  dibutuhkan  dalam  pertumbuhan  karang  adalah  arus  air. Carlson Surge Device (CSD) adalah alat yang dapat menghasilkan arus air yang mirip dengan kondisi arus laut alami di terumbu  karang.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat  CSD  yang  mudah  dan  murah  sehingga  dapat diaplikasikan  pada  bak  budidaya  karang  hias  secara  luas  oleh  masyarakat.  Dengan  semakin  optimalnya budidaya karang hias maka diharapkan kerusakan ekosistem terumbu karang  akibat pengambilan karang ilegal di alam  dapat diminimalisasi. Penelitian ini  menggunakan  metode  eksperimen  dengan  melakukan pengujian pada diameter pipa  PVC 1 inchi; 1,5 inchi; 2 inchi dan 2,5 inchi.  Adapun, desain CSD yang dibuat memiliki dimensi reservoir dengan diameter 36 cm dan tinggi 35 cm serta menggunakan pipa PVC dengan  panjang  pipa  bagian  dalam  20  cm  dan  panjang  pipa  bagian  luar  44  cm.  Hasil  penelitian  ini menunjukkan,  penggunaan  pipa  PVC  berdiameter  2,5  inchi  mampu  menghasilkan  kecepatan  arus  air sebesar 0,28 m/s yang sesuai untuk pertumbuhan karang, sedangkan untuk  diameter pipa yang lain arus air yang dihasilkan masih terlalu deras. Hasil ini menunjukkan prototipe CSD yang telah dibuat memenuhi untuk diaplikasikan di bak budidaya karang hias.
Kata kunci : Carlson Surge Device ; arus laut; karang hias; budidaya karang

## I. PENDAHULUAN
Karang adalah hewan invertebrata yang termasuk  dalam  filum  Coelenterata  atau Cnidaria. Hewan karang hidup bersimbiosis dengan  mikroalga zooxhanthellae yang menyebabkan  hewan  ini  memiliki  warna yang  indah  dan  bervariasi.  Hal  inilah  yang menyebabkan  tingginya  permintaan  karang hias yang berasal dari para pecinta akuarium air laut (Abdullah et al. , 2020; Akbar et al ., 2016;  Johan et  al. ,  2019;  Karwati et  al. , 2018)
Tingginya permintaan akan karang hias menyebabkan  perdagangan  karang  hias menjadi semakin marak sehingga menimbulkan kerusakan ekosistem terumbu karang akibat maraknya pengambilan secara langsung  karang  di  alam  untuk  dijadikan karang hias. Sebagai solusi dari masalah ini maka kegiatan budidaya karang hias menjadi sesuatu yang urgen sebagai pengganti karang alam sebagai komoditas karang hias (Boakes et  al. ,  2022;  Dee et  al. ,  2014;  Johan et  al. ,
2023; Nugraha et al. , 2017; Wiedenmann et al. , 2023).
Dalam  kegiatan  budidaya  karang  hias terdapat  beberapa  kendala,  salah  satunya adalah  memodifikasi  kondisi  pada  kolam budidaya agar dapat serupa mungkin dengan habitat aslinya di alam. Salah satu parameter yang  penting  untuk  pertumbuhan  karang adalah arus  laut (Aprillita dan Luthfi, 2019; Ekayogiharso et al. , 2014; Halid et al. , 2016;
Nurcahyanto  dan  Arief  Nurrahman,  2021;
Tanto et al. , 2023). Menurut Zurba (2019) adanya
pergerakan  arus  dapat  bermanfaat  selain sebagai penyedia oksigen dan makanan bagi karang juga dapat membersihkan karang dari sedimentasi. Namun, apabila arus air terlalu deras justru malah mengganggu
pertumbuhan karang.  Johansen (2014) telah mengukur kecepatan arus laut, di salah satu situs  terumbu  karang  paling  terkenal  di dunia, di Greet Barrier Reef (Pulau Lizard ),
Australia  terumbu  karang  dapat  tumbuh dengan  baik  pada  kecepatan  arus  berkisar 0,013 – 0,364 m/s.
Carlson Surge Device (CSD) adalah alat yang  digunakan  untuk  menciptakan  arus  air berulang  di  akuarium,  yang  mensimulasikan kondisi  aliran  air  alami  di  terumbu  karang. Alat  ini  diciptakan  oleh  Bruce  Carlson  dan telah  digunakan  dalam  berbagai  aplikasi akuarium untuk meningkatkan kesehatan dan pertumbuhan terumbu karang. Alat ini sangat penting  untuk  kesehatan  karang  karena banyak spesies karang bergantung pada aliran air  untuk  mendapatkan  nutrien  dan  oksigen serta  untuk  menghilangkan  limbah  dari jaringan  tubuhnya  (Enzor et  al. ,  2018; Carlson, 2015).
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah membuat  CSD  sederhana  yang  dapat diaplikasikan pada bak budidaya karang hias untuk menghasilkan arus air yang mendekati kondisi alami di laut.

## II. METODE PENELITIAN 2.1 Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  dari  bulan Januari  –  April  2024  di  PT.  Dinar  Darum Lestari  Kabaputen  Tangerang,  Provinsi Banten.

## 2.2 Alat dan Bahan
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam penelitian ini ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Alat dan bahan
Jenis Fungsi Toples plastik Pipa PVC Pipa elbow Pipa sock drat Menyimpan  air  sebagai reservoir Mengalirkan  air  keluar dari reservoir
Menyambungkan  antar pipa PVC
Menyambungkan pipa PVC dengan reservoir
p-ISSN : 1693-6299                                           http://ejournal-balitbang.kkp.go.id/index.php/chanos2
e-ISSN : 2808-1145 DOI: 10.15578/chanos.v22i1.14240
Pompa Air Karet strap

## Sealant
Gergaji Besi Bor tangan Meteran
Stopwatch Menyedot  air  dari  bak budidaya Mencegah kebocoran pada  sambungan sock drat dan reservoir
Mencegah kebocoran kecil pada karet strap Memotong pipa PVC Melubangi wadah toples Mengukur panjang paralon Menghitung waktu

## 2.3 Prosedur Penelitian
Pengumpulan  data  dilakukan  dengan menggunakan  metode  eksperimen  melalui serangkaian pengukuran. Metode
eksperimen  adalah  pendekatan  dimana peneliti  mengendalikan  satu  atau  lebih variabel independen untuk mengidentifikasi hubungan  sebab-akibat  dengan  variabel dependen (Kapti, 2018; Munte et al. , 2023).
Pengujian dilakukan dengan
menempatkan pipa bagian luar CSD ( outlet ) pada  kedalaman  sekitar  10  cm  di  bawah permukaan air bak budidaya. Bak budidaya karang  hias  PT.  Dinar  Darum  Lestari memiliki kedalaman hingga 1 m.
Kecepatan  arus  air  didapatkan  dengan mengukur besaran debit air terlebih dahulu. Debit  air  diukur  dengan  mengisi  penuh toples  plastik  yang  difungsikan  sebagai reservoir air kemudian apabila sudah penuh lalu dihitung waktu yang diperlukan hingga air  di reservoir habis  (1).  Setelah  itu, kecepatan  arus  dihitung  dengan  membagi nilai  debit  air  dengan  luas  penampang diameter  ukuran pipa PVC yang digunakan (2).
Dalam  penelitian  ini  menggunakan empat  ukuran  diameter  pipa  PVC  yang digunakan, yaitu: 1 inchi; 1,5 inchi, 2 inchi; dan  2,5  inchi.  Apabila  pipa  PVC  yang digunakan melebihi 2,5 inchi maka reservoir akan  terjatuh  pada  saat  kosong
karena tidak seimbang.
𝑸 = 𝑽 𝒕 (1)
Keterangan: Q  : Debit air (m 3 /detik, liter/detik) V  : Volume air (m 3 ) t   : waktu (detik)
𝒗 = 𝑸 𝑨 (2)
Keterangan: ν  : Kecepatan aliran air (m/detik) A  : Luas penampang (m 2 ) Q  : Debit air (m 3 /detik)
Hasil  pengukuran  kecepatan  arus  air kemudian  dibandingkan  dengan  literatur, apakah  kecepatan  arus  air  yang  dihasilkan oleh CSD sesuai dengan kecepatan arus laut untuk pertumbuhan karang di alam.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Perancangan Desain
Perancangan  desain  CSD  dilakukan dengan  menggunakan  bantuan  perangkat lunak SketchUp . Pembuatan model desain ini bertujuan  untuk  mendapatkan  gambaran awal  terkait  dimensi  prototipe  yang  akan dibuat guna meminimalkan kesalahan dalam pembuatan prototipe. Setelah desain berhasil dirancang  dengan  memperhatikan  dimensi bahan yang akan digunakan dan memperkirakan  keberhasilan  air  dapat mengalir sesuai dengan prinsip siphon maka desain tersebut kemudian dijadikan panduan di dalam pembuatan prototipe.
Pada  pembuatan  desain  CSD  sebagai reservoir atau  tempat  penampungan  air dipilih  toples  plastik  dengan  kapasitas maksimal  25  liter.  Pemilihan  toples  dari bahan  plastik  ini  sebagai reservoir adalah karena  sifatnya  yang  portabel  mudah  untuk
dipindahkan,  mudah  untuk  memonitor kelancaran aliran air karena warnanya yang transparan,  serta  harganya  yang  murah  dan banyak tersedia di pasaran sehingga mudah untuk  diaplikasikan  secara  luas  oleh masyarakat.
Desain  CSD  yang  dibuat  memiliki dimensi wadah reservoir berdiameter 36 cm dan  tinggi  35  cm,  sedangkan  untuk  pipa PVC yang digunakan memiliki panjang pipa pada  bagian  dalam  dan  luar reservoir masing-masing  sebesar  20  cm  dan  44  cm. Panjang  pipa  pada  bagian  dalam reservoir memperhatikan  dimensi  toples  plastik, sedangkan  panjang  pipa  pada  bagian  luar memperhatikan  prinsip  siphon,  apabila terlalu panjang maka air tidak akan tersedot keluar. Rancang bangun desain tiga dimensi alat CSD ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2.
Gambar 1. Desain CSD tampak samping
Gambar 2. Desain CSD tampak atas

## 3.2. Hasil Pengujian
Prototipe CSD menggunakan pompa air merk  Kandila tipe PSP 2400Z  yang  mampu memompa  air  dengan  debit  hingga  2800 liter/jam dan ketinggian hingga 2,8 m. Hasil pengukuran  kecepatan  arus  pada  setiap ukuran diamater pipa PVC ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel  2.  Hasil  pengukuran  debit  air  dan kecepatan arus Diameter Pipa PVC (inchi) Debit Air (liter/s) Kecepatan Arus (m/s) 1,0 0,74 1,47 1,5 0,85 0,75 2,0 0,87 0,43 2,5 0,90 0,28
Pada  Tabel  2  terlihat  hasil  pengukuran data dari keempat pipa PVC yang digunakan, debit  air  terbesar  dihasilkan  oleh  pipa  PVC dengan diameter paling besar yaitu 2,5 inchi sebesar  0,90  liter/s,  sedangkan  debit  air paling  kecil  dihasilkan  oleh  pipa  PVC berdiameter  1,0  inchi  sebesar  0,74  liter/s. Kecepatan  arus  menunjukkan  hal  yang sebaliknya  dari  debit  air  yang  mana kecepatan arus terbesar yaitu 1,47 m/s justru dihasilkan  oleh  pipa  PVC  dengan  diameter paling kecil (1,0 inchi).
Pada  Gambar  3  ditunjukkan  hubungan linier antara diameter pipa PVC dengan debit air  dan  kecepatan  arus.  Nilai  korelasi  yang tinggi  menunjukkan  hubungan  yang  kuat antara  variabel-variabel  ini.  Korelasi  positif (r  =  0,93)  menunjukkan  bahwa  debit  air meningkat  seiring  dengan  meningkatnya diameter  pipa,  sedangkan  korelasi  negatif (r  =  -0,95)  menunjukkan  bahwa  kecepatan arus  menurun  seiring  dengan  meningkatnya diameter pipa.
p-ISSN : 1693-6299                                           http://ejournal-balitbang.kkp.go.id/index.php/chanos2
e-ISSN : 2808-1145 DOI: 10.15578/chanos.v22i1.14240
Gambar 3. Regresi linier antara debit air dan kecepatan arus terhadap diameter pipa PVC
Karang hias yang dibudidayakan di bak budidaya PT. Dinar Darum Lestari Kabupaten  Tangerang,  umumnya  berasal dari  wilayah  perairan  Kepulauan  Seribu. Salah satu pulau di Kepulauan Seribu  yang memiliki  daya  tarik  wisata terumbu  karang adalah  Pulau  Pari.  Pulau  Pari  memiliki kecepatan arus pada kedalaman permukaan berkisar  0,0138  –  0,4082  m/s,  sedangkan pada kedalaman rata-rata berkisar 0,0135  – 0,4070  m/s ( Aunillah et  al. ,  2014;  Firdaus dan  Perbani,  2023).  Dengan  demikian, kecepatan  arus  yang  dihasilkan  oleh  CSD yang  masih  ideal  dan  masuk  ke  dalam kategori  kecepatan  arus  alami  untuk pertumbuhan  karang  hanya  pada  pipa  PVC berdiameter  2,5  inchi  (<0,4082  m/s). Sedangkan, untuk diameter pipa  PVC yang lain,  kecepatan arusnya  melebihi dari  batas alaminya. Pengujian CSD ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Pengujian CSD di bak budidaya

## IV. KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini telah berhasil dibuat sebuah prototipe CSD yang mampu menghasilkan  arus  air  untuk  kebutuhan pertumbuhan  karang  hias  di  bak  budidaya dengan  pemilihan  pipa  PVC  paling  optimal adalah yang berdiameter 2,5 inchi.
Pembuatan alat ini sangat sederhana dengan bahan-bahan  yang  mudah  didapatkan  di pasaran.
Dengan  adanya  CSD  ini  diharapkan mampu  diterapkan  oleh  para  pembudidaya karang  hias  guna  mengoptimalkan  usaha budidayanya dan mampu untuk mengurangi pengambilan karang langsung di alam.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada PT. Dinar Darum Lestari, Kabupaten Tangerang  yang  telah  memfasilitasi  dalam pengambilan data pada penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,  A.,  Kasmi,  M.,  Karma,  K.,  & Ilyas, I. (2020). Pengembangan Produk  Ikan  Hias  Melalui  Pelatihan Pembuatan Akuarium. Jurnal Balireso:  Jurnal  Pengabdian  Pada Masyarakat , 5 (2), 86–91.
Akbar, I., Adi,  W.,  & Umroh.  (2016). Pola Sebaran  Karang  Lunak  (Soft  Coral) terhadap Kedalaman yang Berbeda di Pantai  Turun  Aban,  Tanjung  Pesona dan Rebo. Akuatik , 10 (2), 14–21.
Aprillita, R., & Luthfi, O. M. (2019). Studi
Hubungan  Kecepatan  Arus  dan  Life Form Karang di Bangsring Underwater (BUNDER) Banyuwangi. Berdikari: Jurnal Pengabdian Masyarakat  Indonesia , 2 (1),  30–33. doi: 10.11594/bjpmi.02.01.05
Aunillah,  H.  N.,  Purwanto,  &  Sugianto,  D. N. (2014). Pola Arus di Perairan Pulau Pari  Kepulauan  Seribu  DKI  Jakarta. Jurnal Oseanografi , 3 (4), 642–650.
Boakes, Z., Hall, A. E., Elvan, E., Jones, G. C.  A.,  Ngurah,  I.  G.,  Suryaputra,  A., Putu, L., Prasetijo, R.,  & Stafford, R. (2022). Coral reef conservation in Bali in light of international best practice, a
literature  review. Journal  of  Nature Conservation , 67 ,  126190,  1–15.  doi: 10.1016/j.jnc.2022.126190
Carlson,  B.  A.  (2015). The  Carlson  Surge Device. Retrieved  from Reefs.com website: https://reefs.com/vertical- carlson-surge-device/.
Dee,  L.  E.,  Horii,  S.  S.,  &  Thornhill,  D.  J. (2014). Conservation and management of  ornamental  coral  reef  wildlife: Successes,  shortcomings,  and  future directions. Biological  Conservation ,
169 , 225–237. doi: 10.1016/j.biocon.2013.11.025
Ekayogiharso,  Munasik,  &  Prasetyawan,  I. B.  (2014).  Karimunjawa  Jepara  Jawa Tengah. Jurnal  Oseanografi , 3 (2), 181–190.
Enzor,  L.  A.,  Hankins,  C.,  Vivian,  D.  N., Fisher, W. S., & Barron, M. G. (2018). Calcification in Caribbean reef- building corals at high pCO2 levels in a  recirculating  ocean  acidification exposure system. Journal of Experimental  Marine  Biology  and Ecology , 499 , 9–16. doi: 10.1016/j.jembe.2017.12.008
Firdaus,  R.,  &  Perbani,  N.  M.  R.  C.  R. (2023).  Penentuan  Perubahan  Luas Terumbu  Karang  Wilayah  Perairan Pulau  Pari,  Kepulauan  Seribu  Tahun 2019  dan  2021. Prosiding  FTSP Series : Seminar Nasional dan Diseminasi Tugas Akhir , 1230–1238.
Halid, N. H., Ahmad, Z., Kamarumtham, K., Saad,  S.,  Fikri,  M.,  Khodzori,  A., Hanafiah, M., Faiz, M., & Yusof, M. H. (2016). The Effect of Current on Coral Growth  Form  in  Selected  Areas  of Tioman  Island,  Pahang. Transactions on  Science  and  Technology , 3 (2–2), 393–400.
p-ISSN : 1693-6299                                           http://ejournal-balitbang.kkp.go.id/index.php/chanos2
e-ISSN : 2808-1145 DOI: 10.15578/chanos.v22i1.14240
Johan, O., Ginanjar, R., Budiyanto, A., Ardi, I.,  Priyadi,  A.,  &  Kunzmann,  A. (2023).  The  success  of  ornamental coral propagation in Banyuwangi East Java, Indonesia: observation of different depths and species. Frontiers in  Marine  Science , 10 ,  1–12.  doi: 10.3389/fmars.2023.928538.
Johan,  O.,  Yulius,  Salim,  H.  L.,  Ardi,  I., Abrar,  M.,  &  Daulat,  A.  (2019).  The existence  of  ornamental  coral  in different  live  coral  coverage. Jurnal
Segara , 15 (2), 99–108. doi:
10.15578/segara.v15i2.6592
Johansen,  J.  L.  (2014).  Quantifying  Water Flow  within  Aquatic  Ecosystems Using Load Cell Sensors: A Profile of Currents  Experienced  by  Coral  Reef Organisms  around  Lizard  Island, Great  Barrier  Reef,  Australia. PLoS
ONE , 9 (1), 1–9. doi: 10.1371/journal.pone.0083240. Kapti,  K.  (2018).  Rancang  Bangun  Alat Pengaman Kendaraan Bermotor Menggunakan Media Transmisi Bluetooth  Berbasis  Android  dengan Bahasa  C. RESEARCH :  Computer, Information  System  &  Technology Management , 1 (2), 22–26. doi: 10.25273/research.v1i1.2452.
Karwati,  F.,  Rahmati,  F.,  &  Cyntia,  I. (2018).  Karakteristik  Spesies  Karang Famili  Acroporidae  di  Pantai  Nipah Pulo  Nasi  Kabupaten  Aceh  Besar. Prosiding  Seminar  Nasional  Bioitik , 121–124.
Munte,  R.  S.,  Risnita,  Jailani,  M.  S.,  & Isropil,  S.  (2023).  Jenis  Penelitian
Eksperimen dan Noneksperimen
(Design  Klausal  Komparatif  dan
Design Korelasional). Jurnal Pendidikan  Tambusai , 7 (3),  27602–
27605.
Nugraha, N. P. A., Agus, M., & Mardiana, T. Y.  (2017).  Rekayasa  Kincir  Air  Pada Tambak LDPE Udang Vaname
(Litopenaeus  vaname)  di  Tambak Unikal  Slamaran. Pena  Akuatika: Jurnal Ilmiah Perikanan Dan
Kelautan , 16 (1), 103–115.
Nurcahyanto, T.,  Muliadi  &  Nurrahman,  Y.
A. (2021). Struktur Komunikasi
Terumbu  Karang  di  Perairan  Teluk Melanau  Timur,  Pulau  Lemukutan. Jurnal Laut Khatulistiwa , 4 (2), 22–28.
Tanto, T. A., Nurjaya, I. W., Bengen, D. G., Hartanto,  T.,  Saenudin,  &  Suhaemi. (2023).  Hubungan  Parameter  Arus Laut  dan  Lifeform  Karang  pada Beberapa  Pulau-Pulau  Kecil  di  Kota Padang. Majalah Ilmiah Globë , 25 (1), 1–12.
Wiedenmann,  J.,  Angelo,  C.  D.,  Mardones, M.  L.,  Moore,  S.,  Benkwitt,  C.  E., Graham,  N.  A.  J.,  Hambach,  B.,  & Wilson,  P.  A.  (2023).  Reef-building corals  farm  and  feed  on  their photosynthetic symbionts. Nature ,
620 , 1018–1024. doi: 10.1038/s41586- 023-06442-5
Zurba,  N.  (2019). Pengenalan  Terumbu Karang  Sebagai  Pondasi  Utama  Laut Kita . Lhokseumawe: Unimal Press.