## ANALISIS MATERIAL SERAT ALAM TEBU SEBAGAI BAHAN PEREDAM SUARA
Billy Cessar Bimara, Aulia Rahma Azizah, Tri Anita Wulansari, Upik Nurbaiti, Fianti
Jurusan Fisika,Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,Universitas Negeri Semarang, Jl. Raya Sekaran, Gunungpati, Semarang, 50029, Indonesia
Email: billyexsa@gmail.com

## Abstrak
Material  serat  alam  tebu  dapat  digunakan  sebagai  bahan  peredam  suara.  Untuk  mengukur  nilai koefisien absorpsi bunyi dari peredam suara serat alam tebu digunakan dua aplikasi yaitu sound level meter untuk mengukur intensitas bunyi (dB) dan frequency generator sebagai sumber bunyi (Hz). Nilai koefisien absorpsi bunyi diuji menggunakan miniatur ruangan berupa kotak akustik yang dilapisi serat alam tebu . Pengukuran tingkat kebisingan menggunakan aplikasi sound level meter dari material serat alam tebu pada dinding akustik menghasilkan nilai koefisien absorpsi bunyi yang berbeda berdasarkan variasi frekuensi sumber  bunyi. Semakin besar nilai frekuensi maka nilai koefisien absorpsinya juga semakin tinggi.  Variasi frekuensi yang digunakan diantaranya 500 Hz, 1000 Hz, 1500 Hz, 2000 Hz, 2500  Hz, dan  3000  Hz.  Nilai koefisien  absropsi  bunyi  turun  pada frekuensi  1000  Hz  namun terjadi kenaikan kembali  pada frekuensi di  atas  1500  Hz. Besar  koefisien  absorpsi  bunyi terkecil  diperoleh pada  saat  frekuensi  1500  Hz  dengan  nilai  koefisien  absorpsi 𝛼 =  0,01047  dan  terbesar  pada  saat frekuensi 3000 Hz dengan nilai koefisien absorpsi 𝛼 = 0,10139. Nilai koefisien absorpsi pada percobaan ini terlalu kecil sehingga dapat dikatakan belum mencapai standar koefisien absorpsi dan tidak efektif digunakan sebagai material peredam suara.
Kata kunci : Serat Alam Tebu; Peredam Suara; Koefisien Absorpsi Bunyi

## Abstract
Material Sugarcane natural fiber material can be used as a sound absorber material. In measuring the value of the sound absorption coefficient of the cane natural fiber silencer using the sound level meter application  on  the  smartphone  to  measure  the  intensity  of  sound  (dB)  and  the  frequency  generator application  connected  to  the  speaker  as  a  sound  source  (Hz).  The  test  uses  an  acoustic  box  as  a miniature room that will be tested for its sound absorption coefficient values coated with sugarcane natural fibers. The purpose of this study is to find out the influence of sugarcane fibers in reducing noise and  to  find  out  the  effect  of  frequency  variations  on  the  value  of  the  sound  absorption  coefficient. Measurement of the noise level of the sugarcane natural fiber material on the acoustic wall produces different sound absorption coefficient values based on variations in the frequency of the sound source. The greater the frequency value, the higher the absorption coefficient value. Frequency variations used include 500 Hz, 1000 Hz, 1500 Hz, 2000 Hz, 2500 Hz, and 3000 Hz. The value of the sound absorption coefficient drops at a frequency of 1000 Hz but there is a re-increase at frequencies above 1500 Hz. The smallest sound absorption coefficient is obtained at the time of frequency 1500 Hz with a value of 𝛼 = 0.01047 and the largest at the time of frequency 3000 Hz with a value of = 0.10139. 𝛼 The coefficient value is too small, so it is not effective in muffling the sound.
Keywords : Natural Fiber Sugar cane; Silencer; Coefficient of Sound Absorption

## PENDAHULUAN
Dalam  kehidupan  sehari-hari  manusia sering  terpapar  berbagai  polusi  salah  satunya yaitu  polusi  suara.  Polusi  suara  berasal  dari beberapa sumber bunyi yang bertemu sehingga menyebabkan  frekuensi  bunyi  yang  tidak teratur  dan  menggangu  pendengaran  sehingga menyebabkan kebisingan. Menurut [1],
kebisingan  adalah  terjadinya  bunyi  yang  tidak diinginkan  sehingga  mengganggu  dan  atau membahayakan  kesehatan.  Kebisingan  terjadi pada intensitas bunyi sekitar 85 dB.
Kemampuan  manusia  untuk  mendengar  suara berkisar antara frekuensi 20-20.000 Hz .
Selain  itu, menurut  [2],  manusia memiliki  batas  kemampuan  mendengar  suara pada rentang hingga 140 dB , lebih daripada itu akan  terjadi  kerusakan  pada  organ-oragan dalam gendang telinga. Makin tinggi frekuensi, makin  banyak  gelombang  bunyi  terjadi  dalam satuan  waktu  dan  nada  bunyi  terdengar  makin tinggi [3]. Ketidaknyamanan indra pendengaran  akibat  tingginya  frekuensi  atau intensitas bunyi dapat merusak fungsi pendengaran  dan  psikologis  pada  manusia. Menurut  [4]  pengaruh  kebisingan  akan membawa  efek  psikologis  dan  biologis  pada manusia  seperti  menurunnya  kenyamanan, konsentrasi,  dan  stress  pada  sistem  kerja jantung.
Kebisingan  dinyatakan  dalam  suatu logaritma yaitu desibel (dB).  Melalui intensitas bunyi,  peneliti  dapat  menentukan  bunyi tersebut  merupakan  kebisingan  atau  tidak. Salah  satu  cara  untuk  mengatasi  kebisingan yang terjadi yaitu dengan mereduksi kebisingan pada  suatu  ruangan  menggunakan  bahan peredam  atau  yang  dikenal  dengan  material akustik  [5].  Maka  dari  itu,  untuk  mengatasi permasalahan  tersebut  diperlukan  adanya peredam  suara. Peredam  suara  atau absorber suara  adalah  alat  yang  dapat  menyerap  energi suara  dari  suatu  sumber  yang  fungsinya  dapat mengendalikan  kebisingan.  Pada  umumnya material  berpori  akan  menyerap  energi  suara yang  besar  karena  energi  suara  yang  datang akan  diserap  oleh  material  dan  dikonversi  ke bentuk  energi  lain  seperti  energi  kalor. Perbandingan energi suara yang diserap dengan energi  suara  yang  datang  disebut  koefisien absorpsi.  Alat  peredam  suara  terbuat  dari material  sintetis  seperti soft  plester,  rockwool dan glass  wool atau  dari  material  serat  alam seperti serat ampas tebu dan serat kelapa.
Material  tradisional  yang  digunakan untuk aplikasi pengendalian kebisingan seperti glasswool , rockwool ,  dll  memiliki  kekurangan seperti  jejak  karbon  yang  tinggi,  bahaya oprasional  berupa  alergi,  atau  pada  organ pernapasan  [6].  Salah  satu  material  ramah lingkungan  yang  dapat  digunakan  sebagai peredam  suara  yaitu  ampas  tebu.  Ampas  tebu (bagase) adalah bahan sisa berserat dari batang tebu  yang  telah  mengalami  ekstraksi  niranya dan  banyak  mengandung  parenkim  serta  tidak tahan  disimpan  karena  mudah  terserang  jamur [7].  Serat  dapat  digunakan  sebagai  material akustik  dengan  kandungan  lignoselulosa,  kuat dan tidak mudah membusuk, maka dipilih serat
tersebut  untuk  menentukan  daya  serapnya terhadap  bunyi  [8].  Serat  ini  juga  mudah didapat, murah, tidak membahayakan kesehatan,  dapat  terdegradasi  secara  alami ( biodegradability )  sehingga  nantinya  dengan pemanfaatan  sebagai  serat  penguat  komposit mampu  mengatasi  permasalahan  lingkungan [9].  Ampas  tebu  memiliki  kandungan  karbon 90% dan silika 10% [10]. Karbon ini berperan penting  dalam  material penyerap bunyi karena sangat cocok untuk mengubah energi gelombang menjadi energi panas [11].
Dalam  pembuatan  alat  peredam  suara serat alam tebu tersebut perlu dijadikan sebagai komposit  serat  tebu.  Komposit  mempunyai banyak  keunggulan  dibandingkan  dengan bahan lain misalnya bahan tunggal diantaranya serat  komposit  memiliki  massa  yang  lebih ringan  karena  komposit  merupakan  penguat dan  matriks  dengan  massa  yang  berbeda  [12]. Selain  itu,  menurut  [13],  komposit  dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu:
1. Penguat (reinforcement): bahan penyusun yang  mempunyai  sifat  kurang ductile tetapi lebih rigid serta lebih kuat
2. Matriks:  bahan  penyusun  yang  umumnya lebih ductile namun mempunyai kekuatan dan rigiditas yang lebih rendah.
Peneliti  melakukan  penelitian  dengan menggunakan serat tebu sebagai material dalam pembuatan  alat  peredam  suara.  Tujuan  dari penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui pengaruh serat tebu dalam meredam kebisingan dan  mengetahui  pengaruh  variasi  frekuensi terhadap  nilai  koefisien  absorpsi  bunyi sehingga  dapat  dianalisis  efektivitas  komposit serat tebu sebagai material peredam suara.

## METODE PENELITIAN
Dalam  mengukur  efektivitas  peredam suara  serat  ampas  tebu  ini  menggunakan aplikasi sound  level  meter pada  smartphone untuk  mengukur  intensitas  bunyi  (dB)  dan aplikasi frequency generator yang disambungkan dengan speaker sebagai sumber suara  (Hz).  Pengujian  menggunakan  kotak akustik  sebagai  miniatur  ruangan  yang  akan diuji  nilai  koefisien  absorpsi  bunyinya  dengan dilapisi serat tebu.
Pengukuran  intensitas  bunyi  di  dalam kotak  akustik  dilakukan  dengan  adanya komposit  serat  tebu  dan  tanpa  komposit  serat tebu, kemudian mengulangi pengukuran dengan  variasi  frekuensi  sumber  suara  yang
berbeda dan jarak antara sumber suara dengan alat  ukur sound  level  meter di  dalam  kotak akustik yang sama.
Proses  awal  pembuatan  komposit  serat tebu  yaitu  serat  tebu  yang  telah  dipilih dihaluskan  dengan  alat  bantu  berupa  alu  dan lumpang  lalu  dicuci  bersih  menggunakan  air. Setelah  halus  dan  bersih  kemudian  serat  tebu dikeringkan  di  bawah  sinar  matahari  selama beberapa hari untuk memastikan kandungan air di  dalam  serat  tebu  sudah  tidak  ada  lagi.  Hal tersebut  dilakukan  sebagai  upaya  untuk mengurangi  faktor  gangguan  dari  luar. Selanjutnya  serat  tebu  yang  sudah  halus  dan kering ditempelkan pada dinding kotak akustik menggunakan  material  perekat  berupa  lem kayu dengan ketebalan 1 cm.
Kualitas  dari  bahan  peredam  suara ditunjukan dengan harga 𝛼 (koefisien penyerapan bahan dalam bunyi), semakin besar 𝛼 maka  semakin  baik  digunakan  sebagai peredam  suara  [14].  Besar  nilai 𝛼 berkisar antara  0  sampai  1.  Besar  kecilnya  nilai koefisien  serap  selain  bergantung  pada frekuensi  bunyi  dan  karakteristik  material pembatas  bergantung  pada  sudut  jatuh  pada gelombang  bunyi  [15].  Koefisien  absorpsi bunyi  dapat  dihitung  dengan  rumus  sebagai berikut.
𝑰     = 𝑰 𝟎 𝒆 −𝜶𝒙 (1)
ln 𝐼 = ln 𝐼 0 −𝛼𝑥 −𝛼    = ln 𝐼 − ln 𝐼 0 𝑥 𝛼 = ln 𝐼 0 − ln 𝐼 𝑥 (2)
Keterangan:
𝜶 : koefisien absorpsi bunyi
𝐼 : intensitas bunyi dengan dilapisi serat tebu
𝐼 0 : intensitas bunyi tanpa dilapisi serat tebu
x: jarak sumber bunyi dengan dinding akustik

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran  tingkat  peredam  kebisingan material  serat  tebu  pada  kotak  akustik menghasilkan  nilai  koefisien  absorpsi  bunyi yang  berbeda  berdasarkan  variasi  frekuensi sumber  bunyi.  Pengujian  dengan  variasi frekuensi  sumber  bunyi  terlihat  pada  Tabel berikut ini.
Tabel 1 . Nilai Koefisien Absorpsi Bunyi
Tabel di atas menunjukkan bahwa variasi frekuensi  sumber  bunyi  mempengaruhi  besar nilai  koefisien  absorpsi  bunyi  ( 𝛼 ).  Nilai koefisien  absorpsi  bunyi  turun  pada  frekuensi 1000 Hz namun terjadi kenaikan kembali pada frekuensi  di  atas 1500  Hz .  Besar  koefisien absorpsi  bunyi  terkecil  diperoleh  pada  saat frekuensi 1500  Hz dengan  nilai  koefisien absorpsi 𝛼 =  0,01047  dan  diperoleh  nilai koefisien absorpsi terbesar pada saat frekuensi 3000  Hz dengan  nilai  koefisien  absorpsi 𝛼 = 0,10139.  Semakin  besar  nilai  frekuensi  maka nilai koefisien absorpsinya juga semakin tinggi. Nilai  koefisien  absorpsi  bunyi  yang  kecil disebabkan  karena  adanya  beberapa  lapisan penyerap  yang  masih  basah,  bahan  perekat yang  kuat,  terdapat  celah  pada  kotak  akustik, serta  kondisi  tempat  yang  tidak  kondusif sehingga  frekuensi  sumber  bunyi  tidak maksimal.  Pada  bagian  kotak  tidak  terlapisi serat  alam  tebu  secara  merata  sehingga ketebalannya  juga  berbeda.  Semua  nilai koefisien  absorpsi  pada  percobaan  ini  tidak melebihi  nilai  0,3  sehingga  dapat  dikatakan belum mencapai standar koefisien absorpsi dan tidak  efektif  digunakan  sebagai  material peredam suara.
Fre kue nsi (Hz) Jara k (cm) Wak tu (s)
𝑰 𝟎 (dB) 𝑰 𝟎 ̅̅̅̅ 𝑰 (𝒅𝑩) 𝑰̅ (dB) 𝜶 500 20 45 77,9 77,6 77,2 77,5 6 76,1 75,9 74,5 75,5 0,027 1000 20 45 72,4 73,4 74,1 73,3 72,1 70,6 73,9 72,2 0,01512 1500 20 45 73,6 73,8 74,3 73,9 72,6 72,9 73,9 73,13 0,01047 2000 20 45 75,1 74,3 74,4 74,6 72,7 73,4 71,2 72,43 0,02952 2500 20 45 72,2 71,1 71,3 71,5 3 68,9 69,5 65,6 68 0,05061 3000 20 45 65,2 66,2 66,5 65,9 6 62,6 55,6 60,6 59,6 0,10139
Gambar 1. Desain Pengambilan Data

## SIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  yang  dilakukan, dapat  disimpulkan  bahwa  penggunaan  serat tebu sebagai peredam suara pada penelitian ini tidak  efektif  karena  nilai  koefisien  absorpsi bunyi  terlalu  kecil  Hal  ini  disebabkan  karena adanya  beberapa  kendala.  Selain  itu,  variasi frekuensi  berpengaruh  pada  nilai  koefisien absorpsi.  Semakin  besar  nilai  frekuensi  maka nilai koefisien absorpsinya juga semakin tinggi. Nilai  koefisien  terkecil  diperoleh  pada  saat frekuensi 1500  Hz dengan  nilai  koefisien absorpsi 𝛼 =  0,01047  dan  koefisien  terbesar pada  saat  frekuensi 3000  Hz dengan  nilai koefisien absorpsi 𝛼 = 0,10139.

## DAFTAR PUSTAKA
1 Munir M, Dzulkiflih. 2015. Pemanfaatan  Fluk  Pada  Styrofoam Sebagai  Bahan  Dasar  Peredam  Suara Dengan  Metode  Tabung  Impedansi.  J.
Inov. Fis. Indones. 4 (3): 41. 2 H  H,  M.  A.  Z  F.  2015. Pengembangan Papan Peredam Bunyi Melalui Modifikasi  Nano  Silikat  Ampas  Tebu Pg Kremboeng Dengan Template Serat Sabut  Kelapa.  J. Penelit.  Fis.  Dan  Apl. 5 (1): 1.
3 Rimantho D, Hidayah N., Pane E. 2018. Pemanfaatan  Limbah  Organik  dan
Anorganik  sebagai  Material  Akustik. Jakarta: Unit Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat FTUP. .
4 R E, M W, R M. 2014. Pembuatan dan Karakterisasi  Peredam  Suara  dari Material Baku Serat Alam. Arena Tekst. 29 (1): 1.
5 Nabila N, Mahyudin A. 2020. Pengaruh Ketebalan  Pelepah  Pisang  terhadap Koefisien Absorpsi Material Akustik. J. Fis. Unand. 9 (2): 244.
6 Raj, Manish, Fatimah, Shahab, Tandon, Naresh.  2020.  An  experimental  and theoretical  study  on  environment- friendly  sound  absorber  sourced  from nettle  fibers.  J.  Build.  Eng.  31.
(101395): .
7 I. Suryani. Partikel Terhadap Koefisien
Penyerapan  Bunyi  Material  Akustik
Yang  Terbuat  Dari  Ampas  Tebu. Universitas  Islam  Negeri  Alauddin Makassar.
8 Mutia  P,  Ngatijo  N,  Fahyuan  H.  2019. Pengaruh  Jenis  Serat  Alam  Terhadap
Koefisien  Absorpsi  Bunyi  Sebagai Peredam  Kebisingan.  J.  Ilmu  Fis.  Dan Pembelajarannya. 3 (1): 18.
9 Sahida  M.,  Farid  M.  Pengaruh  variasi komposit  serat  terhadap  nilai  koefisien absorpsi  suara  dan  sifat  mekanik  pada komposit  serat  ampas  tebu  dan  bambu betung dengan matriks gypsum
Doctoral dissertation. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
10 Sari  T.,  Elvaswer.  2020.  Pengaruh Densitas  Panel  Serat  Ampas  Tebu terhadap Koefisien Absorpsi Bunyi dan Impedansi Akustik. J. Fis. Unand. 9 (3):
304. 11
Puspitarini Y, AS F., YUlianto A. 2014. Koefisien  Serap  Bunyi  Ampas  Tebu
Sebagai Material Peredam Suara. J. Fis. 4 (2): .
12 F. Ridhola, E. Elvaswer. 2015. Pengukuran Koefisien Absorbsi Material  Akustik  Dari  Serat  Alam Ampas Tebu Sebagai Pengendali Kebisingan. J. Ilmu Fis. Univ. Andalas. 7 (1): 1. 13 Rahman  A.  Analisa  Sifat  Akustik Komposit  Serat  Ampas  Tebu  Dan Bambu Betung Dengan Matriks Polypropilen Doctoral dissertation. Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember Surabaya. 14 Khuriati  A,  Komaruddin  E,  Nur  M. 2006. Disain Peredam Suara Bermaterial  Dasar  Sabut  Kelapa  Dan Pengukuran Koefisien Penyerapan Bunyinya. Berk. Fis. 9 (1): 15.
15 S  I,  Syahrir,  Natalisanto  A.  2021. Analisis  Koefisien  Serapan  (Absorpsi) Kebisingan Pada Bahan Kayu (Triplek, Papan kayu, dan Kalsiboard). Progress.
Phys. J. 2 (1): .