## Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu (Saccharum Offinarum) dengan Campuran Semen Terhadap Penyerapan Bunyi Panel Akustik
Widya Angreni 1* , Mursal 2 , Irhamni 3 , Maulinda 4
1 Program Studi Farmasi Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Assyifa, Banda Aceh Indonesia
2,3 Program Studi Fisika  Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh Indonesia
4 Program Studi Teknik Industri Universitas Serambi Mekkah, Banda Aceh Indonesia * Koresponden email : mbawid46@gmail.com
Diterima : 10 April 2023 Disetujui: 9 Mei 2023

## Abstract
Fiber-reinforced composite materials are engineering materials that are currently widely used because of their better specific strength and stiffness than engineering materials. Natural fiber is an alternative choice as a composite reinforcement because natural fiber is a composite material that is environmentally friendly and can be recycled. Bagasse waste has a fairly high economic value, is easy to obtain, inexpensive, does not endanger health, and can be naturally degraded (biodegradability) so that later using it as a composite reinforcing fiber can overcome environmental problems. This study aims to determine the effect of bagasse fiber composition on sound absorption and flexural strength of acoustic panels. Acoustic panels are made by mixing bagasse fiber, cement, and water. The composition of bagasse fiber is varied from 2% to 10%. Sound absorption testing was carried out using the reverberation chamber method based on ISO-354 (1985), with white noise as a sound source. The results showed that the greater the fiber composition of the bagasse, the greater the sound absorption coefficient value of the panel. The best sound absorption with an absorption coefficient of 0.4 occurs in panels with 10% bagasse fiber composition, using white noise as a sound source. Keywords : acoustic panel, bagasse fiber, sound absorption, white noise, fiber composition

## Abstrak
Material komposit yang diperkuat dengan serat merupakan material rekayasa teknik yang saat ini banyak digunakan karena memiliki kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih baik daripada material teknik. Serat alam  merupakan  pilihan  alternatif  sebagai  penguat  komposit  karena  serat  alam  merupakan  material komposit yang ramah lingkungan dan bisa didaur ulang. Selain memiliki nilai ekonomis yang tinggi, limbah ampas tebu sangat mudah didapat, murah, tidak membahayakan kesehatan, dan dapat terdegradasi secara alami  ( biodegradability )  sehingga  nantinya  dapat  dimanfaatkan  sebagai  serat  penguat  komposit  mampu mengatasi  permasalahan  lingkungan.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh (komposisi/persentase/kandungan) serat ampas tebu terhadap penyerapan suara panel akustik. Panel akustik dibuat dengan mencampurkan serat ampas tebu, semen, dan air. Variasi (komposisi/persentase/kandungan) serat ampas tebu dimulai dari 2% sampai 10%. Untuk uji karakteristik penyerapan suara dilakukan dengan menggunakan metode ruang dengung berdasarkan ISO-354 (1985), dengan sumber suara white noise. Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  komposisi  serat  ampas  tebu,  semakin  tinggi  pula  nilai koefisien penyerapan  suara dari panel  tersebut.  Serapan suara terbaik dengan nilai koefisien penyerapan 0,4 terjadi pada panel dengan persentase serat ampas tebu 10%, menggunakan sumber suara white noise . Kata kunci : panel akustik, serat ampas tebu, penyerapan suara, white noise, komposisi serat

## 1. Pendahuluan
Panel akustik merupakan suatu produk material yang dimaksudkan untuk kebutuhan akustik ruang. Panel akustik mempunyai fungsi utama sebagai bahan penyerap suara [1]. Ada beberapa panel akustik yang telah tersedia di pasaran seperti, Traflek,  Board 230, Akustik Mat Eva, dan lain-lain. Ketersediaan papan akustik di pasaran saat ini memiliki harga yang tinggi, berkisar antara Rp.250.000 - Rp.4.000.000 dengan bahan baku polimer berukuran 1 x 1 x 0,002 m 3 [2]. Sehingga perlu dilakukan usaha dalam mendapatkan material alternatif ekonomis, namun memiliki kualitas akustik yang baik sebagai bahan baku pembuatan panel akustik.
Seiring  dengan  teknologi  yang  terus  berkembang,  permasalahan  lingkungan  yang  mulai  muncul adalah limbah, salah satunya ampas tebu. Dimana tebu merupakan jenis tanaman yang hanya dapat ditanam di daerah yang beriklim tropis. Di Indonesia, perkebunan tebu menempati luas area + 232 ribu hektar. Tebu-
tebu  itu  diproses  menjadi  gula  di  pabrik-pabrik  gula.  Saat  prosesnya,  limbah  tebu  yang  didapatkan  dari pabrik gula berkisar antara 9,5 juta ton/tahun. Limbah tebu yang berupa ampas yang belum dimanfaatkan dari  pabrik  gula  sebanyak    800.000  ton,  kemudian  sebagian  limbah  tersebut  dimanfaatkan  oleh  industri kertas dan industri jamur  sebanyak 500.000 ton, oleh sebab itu masih ada kelebihan ampas tebu sekitar 300.000 ton yang tidak terpakai dan membuat nilai ampas tebu menjadi  sangat rendah [3].
Sampai saat ini limbah ampas  tebu ( sugar cane bagasse ) yang dimanfaatkan  sebatas untuk pakan ternak, sebagai bahan baku dalam pembuatan pupuk, pulp , particle board ; dan sebagai bahan bakar boiler di pabrik gula. Selain itu nilai ekonomi yang diperoleh juga belum tinggi. Oleh sebab itu, perlu dilakukan pengembangan pada teknologi sehingga terjadi modifikasi dalam penggunaan limbah pertanian yang ada [3].
Untuk  mengetahui  karakteristik  panel  akustik  tersebut,  dilakukan  pengujian  akustik  berdasarkan ISO-354, yaitu  pengukuran  koefisien  absorpsi  suara  di  dalam  ruang  dengung. Pengukuran  ini dilakukan untuk  mengetahui  kemampuan  bahan  dalam  menyerap  suara.  Pengukuran  dengan  metode  ini  akan menginformasikan nilai koefisien absorpsi dari suatu panel akustik.
Pada  Penelitian  ini,  sampel  dibuat  dengan  mencampurkan  serat  ampas  tebu,  semen,  dan  air. (Komposisi) serat ampas tebu mulai dari 2% sampai 10%. Uji karakteristik penyerapan suara menggunakan metode  ruang  dengung  berdasarkan  ISO-354  (1985),  dengan  sumber  suara white  noise .  Tujuan  dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh (komposisi) serat ampas tebu terhadap penyerapan suara pada panel akustik.

## 2. Metode Penelitian
Preparasi  sampel  panel  akustik  meliputi  pencampuran  antara  serat  ampas  tebu,  semen  dan  air. Pertama-tama ditimbang serat ampas tebu tiap persentase yaitu; 2%, 4%, 6%, 8% dan 10% sesuai dengan komposisi  yang  ditentukan.  Kemudian  ditimbang  juga  komposisi  semen  dan  air  yang  telah  ditentukan. Setelah  itu,  proses  pembuatan  sampel  dengan  komposisi  98%  :  2%  yaitu  dengan  cara  mencampur  serat ampas  tebu  dengan  semen  hingga  merata,  kemudian  dicampur  dengan  air  sedikit  demi  sedikit  sampai merata, begitu pula dengan komposisi yang lain pada proses pencampurannya.
Proses pembentukan merupakan langkah yang paling kritis dalam pembuatan panel meliputi serat ampas  tebu  yang  telah  bercampur  dengan  semen  dan  air  untuk  dibentuk  menjadi  lembaran.  Campuran bahan yang  telah  merata  dimasukkan ke  dalam  cetakan  berukuran 1 x 1  x  0,01  m 3 sedikit  demi  sedikit, kemudian dikeringkan sampai benar-benar kering. Bentuk dan ukuran sampel terlihat pada Gambar 1 .
Gambar 1. Bentuk dan ukuran sampel Sumber: Data penelitian, 2023
Sampel yang telah jadi akan dilakukan pengujian yang berdasarkan ISO-354 Measurement Of sound absorbtion  In  Reverberation  Room yaitu  pengujian  material  dalam  ruang  dengung  untuk  mendapatkan koefisien absorpsi (α), sebagai parameter kualitas akustik material. Pengukuran dilakukan di Laboratorium Akustik Unsyiah dalam ruang dengung dengan ukuran : panjang  = 5,6 m, lebar   = 3,9 m, dan tinggi   = 3,3 m. Luas permukaan ruang dengung   =  106,4 m 2 , dan volume ruang    =  72,1 m 3 . Langkah–langkah yang dilakukan dalam  pengujian akustik sebagai berikut :
1. Mikrofon dikalibrasi dengan menggunakan Piston Phone Nor-1251.
2. Selanjutnya dilakukan pengukuran suhu dan kelembaman udara ruang dengung.
3. Berikutnya, Background Noise Level (BNL) diukur untuk menentukan nilai BNL.
4. Loudspeaker diletakkan pada jarak 1m di antara sampel dan dinding ruang control room .
5. Mikrofon diletakkan dengan jarak minimal 1 meter dari sampel maupun dinding ruangan.
6. Waktu  dengung  ruang  kosong  (tanpa  sampel)  diukur  dengan  menggunakan  filter  1/3  oktaf  dengan rentang frekuensi  125 Hz - 4 kHz .
1 m 1 m 1 cm
7. Pengukuran  waktu  dengung  kemudian  diukur  dengan  bahan  uji  panel  akustik. Gambar  2 menunjukkan skema pengukuran.
Gambar 2. Skema pengukuran pengujian akustik Sumber: Data penelitian, 2023

## 3. Hasil Dan Pembahasan
Dari pengujian akustik diperoleh data berupa waktu dengung ruang kosong ( T 1 ) dan waktu dengung ruang  yang  berisi  sampel  ( T 2 ).  Data  pengukuran  waktu  dengung  ruang  kosong,  waktu  dengung  ruang dengan sampel dilampirkan  pada Lampiran 4A. Dari data tersebut dapat dihitung koefisien absorpsi dengan menggunakan persamaan (2.4). Hasil perhitungan koefisien absorpsi dari panel akustik dapat dilihat pada Tabel 1 yang merupakan hasil pengujian akustik. Untuk  data lengkap pengujian akustik terlampir pada lampiran 4B.
Tabel 1. Koefisien absorpsi dengan komposisi serat ampas tebu 2% menggunakan
jenis bunyi white noise Frek Konstanta V C S Waktu Dengung α (Hz) Sabine (m 3 ) (m/s) (m 2 ) T1 T2 125 55,3 72,1 347,68 1 2,20 2,18 0,06 160 55,3 72,1 347,68 1 1,45 0,72 8,02 200 55,3 72,1 347,68 1 2,42 1,49 2,97 250 55,3 72,1 347,68 1 2,93 3,20 -0,34 315 55,3 72,1 347,68 1 1,13 3,44 -6,81 400 55,3 72,1 347,68 1 2,48 3,71 -1,54 500 55,3 72,1 347,68 1 4,21 3,96 0,17 630 55,3 72,1 347,68 1 3,93 5,24 -0,73 800 55,3 72,1 347,68 1 2,79 4,05 -1,27 1000 55,3 72,1 347,68 1 3,91 3,81 0,07 1250 55,3 72,1 347,68 1 3,91 3,91 0,00 1600 55,3 72,1 347,68 1 4,06 4,05 0,01 2000 55,3 72,1 347,68 1 3,94 3,67 0,22 2500 55,3 72,1 347,68 1 3,57 3,50 0,06 3150 55,3 72,1 347,68 1 3,13 3,03 0,12 4000 55,3 72,1 347,68 1 2,63 2,65 -0,03 Sumber: Data penelitian, 2023
Berdasarkan Tabel 1 maka didapatkan grafik hubungan antara koefisien absorpsi terhadap frekuensi yang dapat dilihat pada Gambar 3 dengan komposisi 2% dan menggunakan jenis suara white noise .
Gambar 3. Koefisien absorpsi dengan komposisi 2% menggunakan sumber suara white noise Sumber: Data penelitian, 2023
Berdasarkan Gambar  3 merupakan  grafik  hubungan  antara  koefisien  absorpsi  terhadap  frekuensi dengan  komposisi  2%  dan  menggunakan  jenis  suara white  noise .  Dari  gambar  tersebut  terlihat  bahwa sebagian kecil nilai koefisien absorbsi yang didapat bernilai di atas 1 (α>1) dan berada di bawah nol atau bernilai minus juga dan penyerapan suara terbaik terjadi pada frekuensi 2000 Hz dengan nilai 0,22.
Koefisien  absorpsi  adalah  kemampuan  suatu  bahan  menyerap  bunyi  yang  datang  padanya,  dan biasanya nilai koefisien absorpsi tersebut berkisar antara 0 dan 1. Semakin besar nilai koefisien absorpsi suatu bahan, semakin besar pula kemampuan bahan tersebut dalam menyerap bunyi. Besarnya koefisien absorpsi bunyi yang diperoleh dari pengukuran dengan variasi komposisi serbuk ampas tebu, dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data hasil pengujian koefisien absorpsi bunyi dengan variasi komposisi serat ampas tebu menggunakan jenis bunyi white noise . Komposisi Frek (Hz) 2% 4% 6% 8% 10% 125 0,06 0,98 -0,30 0,00 -2,78 160 8,02 0,00 3,02 0,00 0,06 200 2,97 0,26 2,32 0,02 0,22 250 -0,34 -0,93 0,82 1,97 -1,79 315 -6,81 -0,31 -0,06 0,00 7,40 500 0,17 0,01 0,07 0,43 0,17 630 -0,73 0,05 0,25 0,34 1,74 800 -1,27 -0,01 0,09 0,13 1,76 1000 0,07 0,07 -0,03 0,33 0,33 1250 0,00 0,04 1,37 0,27 0,11 1600 0,01 0,05 0,18 0,27 0,30 2000 0,22 -0,02 0,02 0,23 0,45 2500 0,06 -0,09 0,22 0,33 0,36 3150 0,12 -0,04 -0,01 0,15 0,33 4000 -0,03 0,22 0,10 0,19 0,38 Sumber: Data penelitian, 2023
Berdasarkan data Tabel 2 , diperoleh  grafik hubungan frekuensi terhadap koefisien absorpsi rata- rata berdasarkan variasi komposisi serbuk ampas tebu ( Gambar 4 ).
K o ef is ie n A b so rps i Frekuensi (Hz)
Gambar 4. Koefisien absorpsi pada panel akustik menggunakan sumber bunyi White noise
Gambar  4 menunjukkan  hubungan  antara  frekuensi  terhadap  koefisien  absorpsi  berdasarkan komposisi  serbuk  ampas  tebu  yang  bervariasi  yaitu  2%,  4%,  6%,  8%  dan  10%  dengan  menggunakan sumber bunyi white noise . Dari gambar tersebut terlihat bahwa semakin besar komposisi serat ampas tebu pada  sampel, semakin besar pula koefisien absorbsi yang dihasilkan kecuali pada frekuensi di bawah 1,25 kHz.  Ini  terjadi  karena  semakin  banyak komposisi  serat  ampas  tebu  pada  sampel,  maka  jumlah  serat  di dalam panel semakin banyak. Di samping itu ada kemungkinan juga terbentuknya pori yang lebih banyak sehingga penyerapan bunyi semakin besar. Penyerapan bunyi terbaik terjadi pada panel dengan komposisi 10% serbuk ampas tebu, dengan nilai koefisien absorbsi yang diperoleh rata-rata 0,4 di atas frekuensi 1,25 kHz.
Pada semua sampel yang telah diuji dengan menggunakan sumber bunyi white noise , sebagian kecil nilai koefisien absorbsi yang didapat bernilai di atas 1 (α>1) dan berada di bawah nol atau bernilai minus seperti  yang  terlihat pada Gambar  4 . Hal  ini  disebabkan  karena  terjadi  efek  difraksi  atau  lebih  dikenal dengan edge effects yang dihasilkan dari difraksi gelombang di setiap sudut sampel, selain itu gap udara antar  bahan  dan  lantai  juga  dapat  meningkatkan  penyerapan  suara  sehingga  koefisien  absorpsi  yang dihasilkan lebih besar dari 1. Kemudian terjadi refleksi pada sampel saat pengukuran waktu dengung ruang dengan sampel yang dapat membuat koefisien absorpsi  yang dihasilkan bernilai minus.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan,  dapat  disimpulkan  bahwa  penambahan  serbuk ampas  tebu  dapat  meningkatkan  nilai  penyerapan  bunyi  pada  sampel.  Semakin  besar  komposisi  serbuk ampas tebu pada  sampel, semakin besar pula koefisien absorbsi yang dihasilkan kecuali pada frekuensi di bawah 1,25 kHz. Dan penyerapan bunyi terbaik terjadi pada panel dengan komposisi 10% serbuk ampas tebu.

## 5. Referensi
1. Dian  Y.  Sari,  Ari  Minardi,  Restu  Kristiani,  Iwan  Yahya,  dan  Harjana.  2016. Kinerja  Akustik  dan Mekanik Panel Sandwich Berbasis Ampas Tebu dan Bambu . J. Fis. dan Apl., 12(2), 75-79 (2016)
2. Arenas,  J.  P.,  &  Sakagami,  K.  2020. Sustainable  acoustic  materials.  Sustainability  (Switzerland) , 12(16): 10–14
3. Fernianti,  D.  2018. Karbonisasi  Ampas  Teh  yang  Sudah  Diseduh  dan  Aktifasi  Menggunakan  Asam Sulfat (H2SOa4) . Jurnal Distilasi (Vol. 3)
4. Lindawati,  L.  2017. Karakteristik  Akustik  Panel  Serat  Aren  Dengan  Bahan  Perekat  Latex.  Jurnal Inotera , 2(1), 19–22.
5. Öz,  H.  M.,  &  Köse,  E.  2020. Gürültü  Önleyici  Akustik  Malzemelerin  Performans  Düzeylerinin İncelenmesi. European Journal of Science and Technology, 18: 1–10
6. Rohim,  A.  M.,  Fianti,  F.,  &  Nurbaiti,  U.  2020. Potensi  Sekam  Padi  dan  Jerami  sebagai  Alternatif Material Akustik . Physics Education Research Journal, 2(1): 35–42
7. Siti, H., & Zulfiana, I. S. 2018. Efektifitas Material Akustik Pengendali Kebisingan pada Ruang Genset di Pusat Perbelanjaan di Gorontalo. JST (Jurnal Sains Terapan), 4(2): 116–121
8. Wijaya,  D.  R.  P.,  Martono,  Y.,  &  Riyanto,  C.  A.  2019. Synthesis  and  Characterization  of  Nano Activated Carbon Tea Waste (Camellia sinensis L.) Viewed from the Content and Ratio of Phy. Educ. Res.  J.  Vol.  3  No.  2  (2021),  113-120  120  https://ejournal.walisongo.ac.id/index.php/perj/index Orthophosphoric Acid. Indonesian Journal of Chemical Research, 3(2): 49– 58
9. R.  Kristiani,  Iwan  Yahya,  dan  Harjana.  2014. Kinerja  Serapan  Bunyi  Komposit  Ampas  Tebu Berdasarkan Variasi Ketebalan dan Jumlah Quarter Wavelength Resonator terhadap Kinerja Bunyi . J. Fis. dan Apl., 10(1), 14-18.
10. Cok Istri P. K. Kencanawati, I Ketut G. Sugita. 2019. Karakter Fisik dan Akustik Biokomposit Polyester Yucalac C-108 B dengan Ampas Tebu Sebagai Material Peredam Bunyi. Jurnal Ilmiah Teknik Desain Mekanika, 8(3). ISSN 2302-5182
11. Puspitarini, Y., Musthofa A.S, F., Yulianto, A. 2014. Koefisien Serap Bunyi Ampas Tebu sebagai Bahan Peredam Suara , Jurnal Unnes, 4(2), hal. 96-100, Semarang, Indonesia.
12. Suban, S. L. dan Farid, M. 2015. Pengaruh Panjang Serat terhadap Nilai Koefisien Absorpsi Suara dan Sifat Mekanik Komposit Serat Ampas Tebu dengan Matriks Gipsum, Jurnal Teknik ITS, 2(1), hal 2301- 9271
13. F. Ridhola, Elvaswer. 2015. Pengukuran Koefisien Absorbsi Maerial Akustik dari Serat Alam Ampas Tebu sebagai Pengendali Kebisingan, JIF (Jurnal Ilmu Fisika), 7(1), 1-6.
14. Titit  P. Sari, Elvaswer. 2020. Pengaruh Densitas Panel Serat Ampas Tebu terhadap Koefisien Absorbsi Bunyi dan Impedansi Akustik. JFU (Jurnal Fisika Unand), 9(3), 304-310.
15. R.  Arwanda,  Ridwan  A.  Sani.  2020. Koefisien  Absorbsi  Bunyi  Bahan  Beton  Komposit  Serat  Daun Nanas Dengan Menggunakan Metode Tabung Impedansi. Jurnal Einstein, 8(1), 21-24.