sonifikasi

Sonikasi adalah suatu teknologi yang memanfaatkan gelombang ultrasonik. Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kHz. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair, dan gas. Proses sonikasi ini mengubah sinyal listrik menjadi getaran fisik yang dapat diarahkan untuk suatu bahan dengan menggunakan alat yang bernama sonikator. Sonikasi ini biasanya dilakukan untuk memecah senyawa atau sel untuk pemeriksaan lebih lanjut. Getaran ini memiliki efek yang sangat kuat pada larutan, menyebabkan pecahnya molekul dan putusnya sel. 

Bagian utama dari perangkat sonikasi adalah generator listrik ultrasonik. Perangkat ini membuat sinyal (biasanya sekitar 20 kHz) yang berkekuatan ke transduser. Transduser ini mengubah sinyal listrik dengan menggunakan kristal piezoelektrik, atau kristal yang merespon langsung ke listrik dengan menciptakan getaran mekanis dan kemudian dikeluarkan melewati probe. Probe sonikasi mengirimkan getaran ke larutan yang disonikasi. Probe ini akan bergerak seiring dengan getaran dan mentransmisikan ke dalam larutan. Probe bergerak naik dan turun pada tingkat kecepatan yang tinggi, meskipun amplitudo dapat dikontrol dan dipilih berdasarkan kualitas larutan yang disonikasi. Gerakan cepat probe menimbulkan efek yang disebut kavitasi. Rangkaian alat sonikasi dapat dilihat pada Gambar I.

Gambar I. Rangkaian Alat Sonikasi

Dalam hal kinetika kimia, ultrasonik dapat meningkatkan kereaktifan kimia pada suatu sistem yang secara efektif bertindak sebagai katalis untuk lebih mereaktifkan atom – atom dan molekul dalam sistem. Pada reaksi yang menggunakan bahan padat, ultrasonik ini berfungsi untuk memecah padatan dari energi yang ditimbulkan akibat runtuhnya kavitasi. Dampaknya ialah luas permukaan padatan lebih besar sehingga laju reaksi meningkat (Suslick, 1989). Semakin lama waktu sonikasi, ukuran partikel cenderung lebih homogen dan mengecil yang akhirnya menuju ukuran nanopartikel yang stabil serta penggumpalan pun semakin berkurang. Hal ini disebabkan karena gelombang kejut pada metode sonikasi dapat memisahkan penggumpalan partikel (agglomeration) dan terjadi dispersi sempurna dengan penambahan surfaktan sebagai penstabil. 
Daya ultrasonik meningkatkan perubahan kimia dan fisik dalam media cair melalui generasi dan pecah dari gelembung kavitasi. Seperti ultrasonik, gelombang suara disebarkan melalui serangkaian kompresi dan penghalusan gelombang diinduksi dalam molekul medium yang dilewatinya. Pada daya yang cukup tinggi siklus penghalusan dapat melebihi kekuatan menarik dari molekul cairan dan kavitasi gelembung akan terbentuk. Gelembung tersebut tumbuh dengan proses yang dikenal sebagai difusi yang dikoreksi yaitu sejumlah kecil uap (atau gas) dari media memasuki gelembung selama fase ekspansi dan tidak sepenuhnya dikeluarkan selama kompresi. Gelembung berkembang selama periode beberapa siklus untuk ukuran kesetimbangan untuk frekuensi tertentu digunakan. Ini adalah fenomena gelembung ketika pecah dalam siklus kompresi yang menghasilkan energi untuk efek kimia dan mekanik (Gambar II). Pecahnya gelembung kavitasi merupakan fenomena luar biasa yang disebabkan oleh kekuatan suara. Dalam sistem cair pada frekuensi ultrasonik 20kHz setiap pecahnya gelembung kavitasi bertindak sebagai lokal "hotspot" menghasilkan suhu sekitar 4.000 K dan tekanan lebih dari 1000 atmosfer. 

Gambar II. Generasi Acoustic Cavitation

 

Menurut Gogate berkaitan dengan reaksi kimia, kavitasi dapat mempengaruhi hal berikut:

a. Mengurangi waktu reaksi

b. Meningkatkan yield dalam reaksi kimia

c. Mengurangi ”force” suhu dan tekanan

d. Mengurangi periode induksi dan reaksi yang diinginkan

e. Meningkatkan selektivitas

f. Membangkitkan radikal bebas        

 

Sebagai tambahan terhadap timbulnya kondisi-kondisi ekstrem di dalam gelembung juga dihasilkan efek mekanik seperti terjadinya collaps gelembung yang sangat cepat. Hal ini juga sangat penting dalam bidang sintesis dan termasuk juga degassing yang sangat cepat dari kavitasi cairan serta dalam hal pembentukan kristal yang cepat. 

pembersih ultrasonik

Bagaimana ultrasonik cleaner bekerja ???

Bagaimana ultrasonik cleaner bekerja ???

Pembersihan ultrasonik adalah penghapusan yang cepat dan lengkap kontaminan dari objek dengan cara membenamkan mereka dalam tangki cairan dibanjiri dengan frekuensi tinggi gelombang suara. Gelombang suara yang tidak terdengar membuat aksi sikat menggosok dalam cairan.

Proses ini disebabkan oleh frekuensi tinggi energi listrik yang diubah oleh transducer menjadi gelombang suara frekuensi tinggi – energi ultrasonik. Kemampuannya untuk membersihkan zat bahkan yang paling ulet dari item berasal dari inti unit: transduser. Kekuatan membersihkan dari unit berasal dari kinerja transduser.

Efisiensi transduser akan mempengaruhi baik waktu pembersihan dan kemanjuran dicapai selama siklus pembersihan. Sebuah transduser berkualitas buruk akan menggunakan daya lebih dan memakan waktu lebih lama untuk membersihkan barang-barang dari transduser yang baik.
Ultrasonic cleaning
Energi ultrasonik memasuki cairan dalam tangki dan menyebabkan pembentukan cepat dan runtuhnya gelembung menit: sebuah fenomena yang dikenal sebagai kavitasi. Gelembung meningkat pesat dalam ukuran sampai mereka meledak terhadap permukaan item direndam dalam tangki dalam pelepasan energi yang sangat besar, yang mengangkat kontaminasi dari permukaan dan relung terdalam bagian berbentuk rumit.
Ini adalah kemampuan untuk membersihkan sendi box, engsel dan benang dengan cepat dan efektif yang telah membuat pembersih ultrasonik pilihan pertama bagi banyak industri selama lebih dari 25 tahun.

Ada banyak variabel yang perlu mempertimbangkan saat membersihkan barang-barang. Panas, listrik, frekuensi, jenis deterjen dan waktu semua mempengaruhi proses pembersihan tetapi fleksibilitas ultrasonik berarti bahwa ini semua dapat dimasukkan ke dalam proses untuk mencapai hasil yang paling efektif.

Sebagai gelembung meledak dan kavitasipasti akan  terjadi, larutan pembersih bergegas ke dalam celah yang ditinggalkan oleh gelembung. Sebagai cairan ini membuat kontak dengan forceps, kontaminan yang hadir akan dihapus.

Bagaimana ultrasonik cleaner bekerja ???

Kegiatan ultrasonik (kavitasi) membantu solusi untuk mempercepat melakukan tugasnya; air putih biasanya tidak akan efektif. Larutan pembersih mengandung bahan yang dirancang untuk membuat pembersihan ultrasonik lebih efektif. Misalnya, pengurangan tegangan permukaan meningkatkan kadar kavitasi, sehingga solusi mengandung bahan pembasah yang baik ( surfaktan ). Larutan pembersih berair mengandung deterjen, agen pembasahan dan komponen lainnya, dan memiliki pengaruh besar pada proses pembersihan. Komposisi yang tepat dari solusi ini sangat tergantung pada item yang dibersihkan. Solusi sebagian besar digunakan hangat, sekitar 50-65 ° C (122-149 ° F), namun, dalam aplikasi medis secara umum diterima bahwa pembersihan harus pada suhu di bawah 38 ° C (100 ° F) untuk mencegah koagulasi protein.

Solusi berbasis air lebih terbatas dalam kemampuan mereka untuk menghilangkan kontaminan oleh aksi kimiawi saja daripada solusi pelarut; misalnya untuk bagian halus ditutupi dengan lemak tebal. Upaya yang diperlukan untuk merancang sistem air-pembersihan yang efektif untuk tujuan tertentu jauh lebih besar daripada untuk sistem pelarut.

Beberapa mesin (yang tidak terlalu besar) yang terintegrasi dengan degreasing uap mesin menggunakan cairan pembersih hidrokarbon: Tiga tank digunakan dalam kaskade. Semakin rendah tangki berisi cairan kotor dipanaskan menyebabkan cairan menguap. Di bagian atas mesin ada koil pendingin. Cairan mengembun pada koil dan jatuh ke dalam tangki atas. Tangki atas akhirnya meluap dan cairan bersih berjalan ke dalam tangki kerja di mana pembersihan berlangsung. Harga beli lebih tinggi dari mesin sederhana, namun mesin tersebut ekonomis dalam jangka panjang. Cairan yang sama dapat digunakan kembali berkali-kali, meminimalkan pemborosan dan polusi.

terapi ultrasonik

Apa itu Terapi Ultrasound

Terapi ultrasound adalah metode pengobatan yang menggunakan teknologi ultrasound atau gelombang suara untuk merangsang jaringan tubuh yang mengalami kerusakan. Walaupun telah lama digunakan di bidang kedokteran untuk berbagai tujuan, teknologi ultrasound lebih dikenal sebagai alat pemeriksaan daripada sebagai alat terapi. Salah satu keuntungan terapeutik dari ultrasound yang belum terlalu dikenal adalah pengobatan cedera otot. Oleh karena itu, terapi ultrasound sering digunakan dalam pengobatan muskuloskeletal dan cedera akibat olahraga.

Keberhasilan penggunaan teknologi ultrasound sebagai alat terapi bergantung pada kemampuannya untuk merangsang jaringan yang ada di bawah kulit dengan menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi, mulai dari 800.000 Hz – 2.000.000 Hz. Efek penyembuhan dari ultrasound pertama ditemukan pada sekitar tahun 1940. Awalnya, terapi ini hanya digunakan oleh terapis fisik dan okupasi. Namun, saat ini penggunaan terapi ultrasound telah menyebar ke cabang ilmu kedokteran lainnya.

Siapa yang Perlu Menjalani Terapi Ultrasound dan Hasil yang Diharapkan

Saat ini, terapi ultrasound lebih banyak digunakan dalam pengobatan cedera muskuloskeletal. Pasien yang dapat memanfaatkan teknologi ultrasound sebagai terapi muskuloskeletal adalah mereka yang menderita penyakit berikut:

• Plantar fasciitis (peradangan pada fascia plantar di tumit)
• Siku tenis
• Nyeri pada bagian bawah punggung
• Penyakit temporomandibular
• Ligamen yang terkilir
• Otot yang tegang
• Tendonitis (peradangan tendon)
• Peradangan sendi
• Metatarsalgia (peradangan sendi metatarsal di telapak kaki)
• Iritasi sendi facet
• Sindrom tabrakan (impingement syndrome)
• Bursitis (peradangan bursa/kantung cairan sendi)
• Osteoartritis (pengapuran sendi)
• Jaringan luka
• Artritis reumatoid

Namun, tergantung pada cara dan tingkat penggunaan terapi ultrasound, terapi ini juga dapat digunakan untuk menangani penyakit yang serius dan kronis seperti kanker. Jenis metode terapi ultrasound antara lain adalah:

• Lithotripsi (untuk menghancurkan batu di saluran kemih)
• Terapi kanker
• Pemberian obat tepat sasaran dengan ultrasound
• Ultrasound Intensitas Tinggi (High Intensity Focused Ultrasound/HIFU)
• Pemberian obat dengan ultrasound trans-dermal
• Penghentian pendarahan (hemostasis) dengan ultrasound
• Trombolisis dengan bantuan ultrasound

Setelah dipancarkan pada bagian tubuh yang membutuhkan pengobatan, teknologi ultrasound akan menyebabkan dua efek utama: termal dan non-termal. Efek termal disebabkan oleh penyerapan gelombang suara ke jaringan halus tubuh, sedangkan efek non-termal disebabkan oleh microstreaming, streaming akustik, dan kavitasi, atau akibat bergetarnya jaringan yang menyebabkan terbentuknya gelembung mikroskopis.

Cara Kerja Terapi Ultrasound

Terapi ultrasound memiliki banyak tingkat, tergantung pada frekuensi dan intensitas dari suara yang digunakan. Tingkat keragaman yang tinggi ini sangat menguntungkan untuk alat terapeutik karena terapis dapat menyesuaikan intensitas terapi agar sesuai dengan penyakit yang ditangani. Namun pada dasarnya terapi ultrasound bekerja dengan menggunakan gelombang suara yang ketika dipancarkan pada bagian tertentu tubuh dapat meningkatkan suhu dari jaringan tubuh yang rusak.

Untuk pengobatan muskuloskeletal, terapi ultrasound bekerja dengan tiga cara:

• Mempercepat proses penyembuhan dengan memperlancar aliran darah di bagian tubuh yang mengalami gangguan.
• Menyembuhkan peradangan dan edema (penimbunan cairan), sehingga dapat mengurangi rasa sakit.
• Memperlunak jaringan luka

Terapi ultrasound juga dapat digunakan untuk:

• Menghancurkan timbunan zat asing di dalam tubuh, seperti timbunan kalkulus, mis. batu ginjal dan batu empedu; ketika telah dipecahkan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, dapat dikeluarkan dari tubuh dengan aman dan mudah
• Meningkatkan proses penyerapan dan keberhasilan obat di bagian tubuh tertentu, mis. memastikan bahwa obat kemoterapi mengenai sel kanker otak yang tepat
• Menghilangkan timbunan kotoran ketika tindakan pembersihan gigi
• Membantu sedot lemak, mis. sedot lemak dengan bantuan ultrasound
• Membantu dalam skleroterapi atau perawatan laser endovenous, yang dapat digunakan sebagai metode penghilangan varises non-bedah
• Memicu agar gigi atau tulang dapat tumbuh kembali (hanya ketika menggunakan denyut ultrasound intensitas rendah)
• Menghilangkan penghalang darah di otak (blood-brain barrier) agar obat dapat diserap tubuh dengan baik
• Bekerja bersama antibiotik untuk menghancurkan bakteri

Untuk mendapatkan manfaat dari terapi ini, ultrasound harus dipancarkan pada kulit dari bagian tubuh yang mengalami kerusakan dengan menggunakan transduser atau alat yang dirancang khusus untuk terapi ini. Saat gelombang suara telah dipancarkan, gelombang tersebut akan diserap oleh jaringan halus tubuh, seperti ligamen, tendon, dan fascia.

Kemungkinan Komplikasi dan Resiko Terapi Ultrasound

Walaupun teknologi ultrasound telah banyak digunakan, namun tetap ada panduan cara penggunaan ultrasound yang aman. Panduan ini bertujuan untuk mencegah risiko tertentu yang dapat terjadi, sekecil apapun kemungkinannya. Risiko tersebut meliputi:

• Luka bakar akibat terapi ultrasound
• Pendarahan akibat terapi mekanis
• Efek biologis yang tidak terlalu berpengaruh namun tidak dapat diperkirakan

Namun, karena terapi ultrasound hanya menggunakan gelombang suara sebagai komponen utama dalam pengobatan, terapi ini tidak memiliki risiko bahaya seperti terapi lainnya seperti bahaya dari terapi radiasi. Selain itu, pasien tidak berisiko terkena kanker, walaupun terapi ultrasound dilakukan berkali-kali dan jumlah gelombang suara yang dikenakan pada pasien bertambah.

Untuk memastikan keamanan dan keselamatan pasien, risiko dan keuntungan dari terapi ultrasound harus dicermati dengan seksama. Sebelum menjalani terapi ultrasound, pasien harus membandingkan keuntungan yang bisa didapatkan dengan risiko yang bisa terjadi. 

sonar

1.    Pengertian Sonar
       Sonar (Singkatan dari bahasa Inggris: sound navigation and ranging), merupakan istilah Amerika yang pertama kali digunakan semasa Perang Dunia, yang berarti penjarakan dan navigasi suara, adalah sebuah teknik yang menggunakan penjalaran suara dalam air untuk navigasi atau mendeteksi kendaraan air lainnya. Sementara itu, Inggris punya sebutan lain untuk sonar, yakni ASDIC (Anti-Submarine   Detection  Investigation  Committee). Sonar adalah sistem penginderaan bawah air dengan menggunakan gelombang suara (akustik). Pada awal pengembangannya sistem sonar ini lebih banyak digunakan dalam bidang militer terutama pada awal perang dunia II dimana peperangan bawah air mulai menjadi taktik utama pertempuran laut untuk menghancurkan kekuatan lawan. Dalam perkembangannya teknologi penginderaan bawah air sangat banyak dipengaruhi oleh kemajuan teknologi lainnya, terutama teknologi sensor, elektronika dan microprocessor. Dengan kemajuan teknik pemrosesan sinyal maka penerapan dalam bidang non-militer mulai dikembangkan untuk berbagai aplikasi misalnya untuk pemetaan dasar laut, perikanan dan sebagainya.

2.    Cara Kerja
       Sonar merupakan sistem yang menggunakan gelombang suara bawah air yang dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi obyek di bawah laut atau untuk mengukur jarak bawah laut. Sejauh ini sonar telah luas digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau, mendeteksi kedalaman, penangkapan ikan komersial, keselamatan penyelaman, dan komunikasi di laut. Cara kerja perlengkapan sonar adalah dengan mengirim gelombang suara bawah permukaan dan kemudian menunggu untuk gelombang pantulan (echo). Data suara dipancar ulang ke operator melalui pengeras suara atau ditayangkan pada monitor. Dengan mengetahui kecepatan gelombang media yang diukur dan dengan menggunakan persamaan s = v ( ½ t), maka kita akan mendapatkan jarak yang diukur. Factor setengah di depan, di atas menyatakan setengah waktu tempuh dari sonar ke tempat pemantulan dan kembali ke sonar. Dengan ungkapan lain, waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk merambat dari sonar ke tempat pemantulan.
Sonar itu berupa sinyal akustik yang diemisikan dan refleksi yang diterima dari objek dalam air (seperti ikan atau kapal selam) atau dari dasar laut. Bila gelombang akustik bergerak vertikal ke dasar laut dan kembali, waktu yang diperlukan digunakan untuk mengukur kedalaman air, jika c juga diketahui (dari pengukuran langsung atau dari data temperatur, salinitas dan tekanan). Ini adalah prinsip echo-sounder yang sekarang umum digunakan oleh kapal-kapal sebagai bantuan navigasi. Echo-sounder komersil mempunyai lebar sinar 30-45o vertikal tetapi untuk aplikasi khusus (seperti pelacakan ikan atau kapal selam atau studi lanjut dasar laut) lebar sinar yang digunakan kurang 5o dan arahnya dapat divariasikan. Walaupun menunjukkan pengaruh temperatur, salinitas dan tekanan pada laju bunyi dalam air laut (1500 ms-1) relatif kecil dan sedikit perubahan pada c dapat menyebabkan kesalahan pengukuran kedalaman dan kesalahan sudut akan menambah keburukan resolusi. Teknik echo-sounding untuk menentukan kedalaman dan pemetaan dasar laut bertambah maju dengan berkembangnya peralatan sonar seperti SeaBeam dan Hydrosweep yang merupakan sistem echo-sounding multi-beam yang menentukan kedalaman air di sepanjang swath lantai laut di bawah kapal penarik, menghasilkan peta-peta batimetri yang sangat detail. Sidescan imaging system, sperti GLORIA (Geological Long Range Inclined Asdic), SeaMARC, dan TOBI (Towed Oceand Bottom Instrument) menghasilkan fotografi aerial yang sama atau citra-citra radar, menggunakan bunyi atau microwave.  Echo-sounding banyak juga digunakan oleh nelayan karena ikan menghasilkan echo, dan kawanan ikan atau hewan lain dapat dikenali sebagai lapisan-lapisan sebaran dalam kolom air. Echosounder adalah alat untuk mengukur kedalaman air dengan mengirimkan tekanan gelombang dari permukaan ke dasar air dan dicatat waktunya sampai echo kembali dari dasar air. Adapun kegunaan dasar dari echosounder yaitu menentukan kedalaman suatu perairan dengan mengirimkan tekanan gelombang dari permukaan ke dasar air dan dicatat waktunya sampai echo kembali dari dasar air. Data tampilan juga dapat dikombinasikan dengan koordinat global berdasarkan sinyal dari satelit GPS yang ada dengan memasang antena GPS (jika fitur GPS pada echosounder ada). Teknik echo sounder yang dipakai untuk mengukur kedalaman laut, bisa dibuat alat  pengukur jarak dengan ultra sonic. Pengukur jarak ini memakai rangkaian yang sama dengan Jam Digital dalam artikel yang lalu, ditambah dengan rangkaian pemancar dan  penerima Ultra Sonic.
3.    Perkembangan Sonar di Indonesia
 
       Di Indonesia pengembangan sistem sonar sangat jauh tertinggal, baik untuk aplikasi bidang pertahanan (defence) ataupun bidang kesejahteraan (prosperity). Teknologi ini masuk dan dikenal di Indonesia sejak tahun 1960 bersamaan dengan masuknya kapal-kapal perang yang dibeli dari berbagai negara yaitu dari Rusia, Amerika, Belanda, Italia dan sebagainya, sehingga merek dan tingkat teknologinyapun berbeda. Hampir sepanjang waktu dari tahun 1960 sampai dengan sekarang tidak ada kegiatan penelitian dan pengembangan teknologi sonar yang intensif di Indonesia baik untuk bidang pertahanan ataupun kesejahteraan . Hal ini lebih disebabkan karena belum memasyarakatnya teknologi kelautan secara umum, sehingga kurang diminati oleh para peneliti dan pengembang, selain itu pula karena tidak adanya dorongan dan dukungan dari pemerintah untuk pengembangan bidang ini.
·       Industri kelautan yang saat ini mulai digalakkan dan dikembangkan telah dapat memacu pertumbuhan ekonomi diberbagai sektor, termasuk bidang perikanan, eksplorasi sumber alam dasar laut dan berbagai industri sekunder lainnya. 
·       Sebagai konsekuensi dari laju pembangunan kelautan tersebut maka pembangunan bidang pertahanan matra laut juga perlu dikembangkan agar terjadi keseimbangan antara prosperiti dan security. 
·       Peralatan sistem pertahanan laut yang sangat spesifik adalah sonar yaitu peralatan untuk penginderaan bawah laut, yang mempunyai peranan penting dalam taktik peperangan bawah air. 
·       Dengan perhitungan dibutuhkannya banyak kapal perang untuk dapat mengamankan laut maka dengan sendirinya juga sangat diperlukan kebutuhan akan industri sonar yang dapat dibangun di Indonesia, mengingat bahwa untuk dapat menghasilkan sonar dengan performance yang baik harus dirancang sonar yang sesuai dengan kondisi laut di Indonesia. 
·       Sebagai “limpahan” dari kegiatan produksi sonar tersebut akan muncul klaster-klaster produksi lainnya seperti industri sonar perikanan, sonar untuk pemetaan bawah laut dan menggalakkan bidang litbang hidro-oseanografi dan litbang pemrosesan sinyal /gambar. 
Secara ekonomis industri sonar diharapkan akan memberikan benefit yang sangat besar dan memiliki aspek pertumbuhan teknologi yang tinggi karena merupakan industri yang mengandung nilai “technology –heavy”
4.      Dampak Negatif dari Sonar
       Gelombang sonar itu, kata para pakar, mengakibatkan kerusakan pada otak dan sistem pendengaran ikan paus dan ikan lumba-lumba dan memaksa mereka untuk keluar dari dalam air. Tapi angkatan laut  Amerika membantah sebagian besar tuduhan yang diarahkan padanya. Pada bulan Januari yang lalu, 37 ikan paus dari tiga jenis yang berbeda mendamparkan diri ke pantai di north Carolina, termasuk enam ekor yang sedang hamil. Beberapa minggu kemudian, enam-puluh ekor lumba-lumba juga mendamparkan diri di pantai Florida.
Angkatan laut  Amerika mengakui bahwa dalam kedua peristiwa itu, mereka sedang mengadakan latihan dengan menggunakan sonar di laut yang dalam tidak jauh dari kedua tempat kejadian. Michael Jasny adalah seorang konsultan senior pada natural resources defense council, lembaga lingkungan yang berusaha untuk melindungi hewan-hewan menyusui yang hidup di laut.
Jasny mengatakan:  “Saya kira kita tidak memahami sepenuhnya dampak gelombang-gelombang sonar itu pada ikan paus. Kami tahu bahwa gelombang sonar seperti itu bisa mengubah kebiasaan makan, dan bahkan mengganggu suara-suara yang dikeluarkan oleh ikan paus untuk saling berhubungan antara mereka. Suara sonar itu juga telah mengakibatkan beberapa jenis ikan paus dan lumba-lumba mendamparkan diri ke pantai.  Kami juga tahu bahwa gelombang sonar yang kuat bisa mengakibatkan kerusakan pada alat pendengaran dan otak jenis-jenis ikan paus tertentu.”
Kata para pakar lainnya, pada beberapa peristiwa tampak adanya hubungan yang jelas antara penggunaan gelombang sonar dan ikan-ikan paus yang terdampar atau mendamparkan diri ke pantai. Teri Rowles adalah koordinator tentang kesehatan makhluk laut pada lembaga national oceanic and atmospheric administration. Katanya dia bisa membuktikan adanya hubungan langsung antara terdamparnya ikan paus dalam jumlah besar di pantai kepulauan Bahama tahun 2000 lalu. Terri Rowles mengemukakan: “ketika kami melakukan otopsi, kami menemukan adanya pendarahan pada otak dan sekitar telinga. Juga ada pendarahan dalam paru-paru dan ginjal, dan semua itu tidak disebabkan karena adanya benturan fisik dari luar.”
Angkatan laut Amerika mengakui bertanggung-jawab dalam peristiwa itu, tapi menambahkan bahwa masih banyak pertanyaan yang tidak terjawab tentang dampak sonar pada ikan paus dan lumba-lumba. Kapal-kapal besar, dan anjungan minyak dan gas alam laut lepas pantai juga merupakan sumber polusi suara di laut, tapi para pakar cenderung untuk melihat adanya hubungan antara penggunaan sonar oleh angkatan laut dengan matinya hewan-hewan laut yang besar itu.
Laksamana Steven Tomaszeski adalah pakar kelautan pada Angkatan Laut Amerika. Ia mengatakan, dia mendukung gagasan untuk melindungi ikan-ikan paus, namun dia menambahkan bahwa penggunaan sonar pada kapal-kapal angkatan laut penting bagi pertahanan  Amerika. Kata Laksamana Tomazeski: “Kami tidak akan merugikan kepentingan nasional, hanya karena ada orang yang mengatakan bahwa kami telah membahayakan kehidupan ikan paus.”
Kendati kasus-kasus terdamparnya ikan paus telah terjadi sejak tahun 1,800, ketika belum ada sonar, para pakar ilmiah dan kelompok lingkungan di seluruh dunia sangat prihatin atas penggunaan sonar ini. Parlemen Eropa telah mendesak negara anggotanya untuk menghentikan penggunaan sonar berkekuatan tinggi, sampai bisa diketahui dengan pasti apa dampaknya atas kehidupan di laut.
5.      Kelemahan dan Keunggulan Sonar
Sonar memiliki kelebihan dan kelemahan. Kelebihan alat ini adalah:
1.      Berkecepatan tinggi;
2.      Estimasi stok ikan secara langsung dan dalam wilayah yang luas sehingga dapat memonitor pergerakan ikan;
3.      Akurasi tinggi, sehingga tidak berbahaya dan merusak sumberdaya ikan dan lingkungan.
Sedangkan kelemahan sonar adalah;
1.      Penggunaannya terkadanag hanya dapat diperairan dangkal;
2.      Tiap pancaran pulsa dalam satu lajur relatif lebih kecil (sekitar 100-200 m tiap sisi).

Ultrasonografi

Ultrasonografi diagnostik adalah teknik pencitraan non-invasiv yang menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi (lebih besar dari 20 kilohertz/ kHz). Pada USG terdapat sebuah alat yang disebut dengan tranducer yang berfungsi untuk mengirimkan dan menerima kembali gelombang suara yang bervariasi dari berbagai jaringan di dalam tubuh. Transduser ini diletakan di kulit pasien dengan lapisan tipis dari gel. Ketika gelombang suara dikirimkan maka sebagian gelombang akan diteruskan dan sebagian akan dipantulkan kembali. Gelombang suara yang dipantulkan inilah yang akan ditangkap kembali oleh tranduser yang kemudian diubah menjadi gelombang listrik dan diterjemahkan. Besar gelombang kemudian menghasilkan gambarannya masing-masing, dengan echo/ gelombang yang kuat akan menghasilkan gambaran putih, sedangan echo yang lemah akan menghasilkan gambaran mendekati hitam. Untuk jarak pun dapat diperhitungkan oleh ultrasonografi ini dengan waktu penjalaran gelombang tersebut.

Meskipun ultasonografi memiliki kelebihan yaitu pemeriksaan yang non-invasif (tidak memerlukan tindakan pembedahan, dll), namun pemeriksaan ultrasonografi ini juga memiliki kekurangan. Kekurangannya diantaranya keterbatasan dalam memvisualisasikan organ abdomen yang letaknya di garis tengah contoh pankreas dan juga ketidak mampuan dari gelombang suara untuk menembus gas dan tulang. Ultrasonografi inipun sangat bergantung kepada operator di dalam penggunaannya.

Terdapat banyak penggunaan umum pada USG diantaranya pencitraan untuk abdomen/ perut (hati, kantung empedu, pankreas, ginjal), pelvis/ panggul (alat reproduksi wanita), janin (pemeriksaan rutin dapat memperlihatkan bila terdapat anomali), sistem vaskular (aneurisma, hubungan arteri vena, deep vein trombosis), tetis (tumor, terpelintir/ torsi, infeksi), payudara, otak anak (perdarahan, kelainan kongenital) dan dada (ukuran dan lokasi terkumpulnya cairan pleura). Selain itu USG dapat digunakan dalam pengarah intervensi misal pada biopsi lesi, drainase abses dan ablasi radiofrekuensi.

Selain USG biasa terdapat variasi pemeriksaan dari usg ini sendiri seperti USG Dopler dan USG dengan kontras (hal ini jarang dilakukan). USG dopler digunakan untuk mengevaluasi aliran vaskular dengan mendeteksi frekuensi dari gelombang suara dari objek yang bergerak (misal aliran darah dalam hal ini).

Pada USG kontras, kontras ini adalah partikel kecil di dalam cairan suspensi untuk memperjelas gambaran USG ketika disuntikan ke dalam pembuluh darah. USG kontras tentunya tidak boleh dilakukan bila terdapat alergi terhadap kontras. Pemeriksaan pun disarankan berdasarkan indikasi/ kegunaannya.

Selain USG biasa terdapat variasi pemeriksaan dari usg ini sendiri seperti USG Dopler dan USG dengan kontras (hal ini jarang dilakukan). USG dopler digunakan untuk mengevaluasi aliran vaskular dengan mendeteksi frekuensi dari gelombang suara dari objek yang bergerak (misal aliran darah dalam hal ini).

Pada USG kontras, kontras ini adalah partikel kecil di dalam cairan suspensi untuk memperjelas gambaran USG ketika disuntikan ke dalam pembuluh darah. USG kontras tentunya tidak boleh dilakukan bila terdapat alergi terhadap kontras. Pemeriksaan pun disarankan berdasarkan indikasi/ kegunaannya.

Pendengaran pada Hewan

Frekuensi Suara Yang Bisa Didengar Binatang

Frekuensi suara yang bisa didengar oleh binatang sebenarnya adalah bermacam-macam tergantung dari jenis binatang itu sendiri. Ada yang mendekati dengan batas frekuensi yang bisa didengar oleh manusia dan ada juga yang jauh diatas frekuensi pendengaran manusia. Berdasarkan range frekuensi, gelombang suara dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) macam yaitu :

1. Infrasonic (1 Hz sd 20 Hz)
2. Acoustic (20 Hz sd 20.000 Hz)
3. Ultrasonic ( > 20.000 H)

Berikut beberapa contoh hewan dengan batas frekuensi yang bisa didengarnya :

1. Frekuensi Yang Bisa Didengar Kelelawar

Kelelawar merupakan hewan yang bisa terbang dalam kegelapan. Mereka tidak menggunakan mata untuk melihat dalam gelap melainkan dengan menggunakan suara dengan frekuensi tinggi atau yang lebih dikenal sebagai gelombang ultrasonic. Ketika terbang kelelawar memancarkan gelombang ultrasonic yang kemudian gelombang tersebut akan diterima kembali oleh kelelawar setelah dipantulkan kembali oleh benda atau dinding yang berada dihadapannya. Dengan merasakan lamanya jeda waktu antara pengiriman gelombang dengan penerimaan maka kelelawar dapat menentukan seberapa jauh jarak tubuhnya dengan benda tersebut, itu sebabnya mereka tidak akan menabrak dinding atau benda dihadapan mereka walaupun dalam keadaan gelap sekalipun. Teori ini sekarang sudah dimanfaatkan oleh manusia untuk mengukur jarak suatu benda, seperti pada pengukuran jarak kedalaman laut dan pendeteksi dinding penghalang pada aplikasi robot. Batas frekuensi yang bisa didengar oleh kelelawar adalah 3.000 HZ sd 120.000 Hz, dimana frekuensi ini jauh diatas frekuensi suara yang bisa didengar oleh manusia yakni 20 Hz sd 20.000 Hz.

2. Frekuensi Yang Bisa Didengar Kucing

Kucing merupakan binatang karnivora yang sering dijadikan sebagai binatang peliharaan. Binatang yang satu ini juga bisa mendengar suara dengan frekuensi diatas pendengaran manusia yaitu 100 Hz sd 60.000 Hz.

3. Frekuensi Yang Bisa Didengar Gajah

Gajah merupakan binatang herbivora yang berutubuh besar dan bisa mendengarkan suara dengan frekuensi infrasonic atau suara dengan frekuensi dibawah frekuensi pendengaran manusia. Batas frekuensi yang bisa didengar oleh gajah adalah 1 Hz sd 20.000 Hz.

4. Frekuensi Yang Bisa Didengar Tikus

Tikus merupakan salah satu binatang yang banyak merugikan dibandingkan menguntungkan manusia. Hewan ini disimbolkan untuk para koruptor yang kerjaannya suka mencuri hak orang lain. Batas frekuensi yang bisa didengar oleh tikus adalah 1.000 Hz sd 100.000 Hz. Dengan memanfaatkan gelombang ultrasonic kita dapat mengusir binatang ini dari rumah kita. Berikut rangkaian pengusir tikus

5. Frekuensi Yang Bisa Didengar Anjing

Anjing merupakan binatang yang sering digunakan sebagai penjaga keamanan dan sebagai pelacak jejak karena mempunyai penciuman yang sangat tajam. Hewan ini juga bisa mendengarkan suara dengan frekuensi di atas frekuensi pendengaran manusia. Anjing bisa mendengar suara dengan frekuensi hingga 40.000 Hz.

6. Frekuensi Yang Bisa Didengar Lumba-lumba

Lumba-lumba merupakan binatang yang banyak disenangi kebanyakan orang dikarenakan mereka sangat pintar dan bisa bersahabat dengan manusia dibanding dengan binatang air lainnya. Lumba-lumba bisa mendengar suara dengan frekuensi hingga 100.000 Hz, dan mereka menggunakan gelombang ultrasonic sebagai media komunikasi antara satu dengan lainnya.

7. Frekuensi Yang Bisa Didengar Belalang

Binatang satu ini merupakan biantang yang sering saya kejar-kejar di sawah pada waktu saya masih anak-anak. Karena memang waktu kecil saya banyak menghabiskan keseharian saya dengan aktivitas alam. Binatang ini juga ternyata bisa mendengarkan suara dengan frekuensi diatas frekuensi pendengan manusia yaitu hingga 50.000 Hz.

ultrasonik

Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz. Hanya beberapa hewan, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi, sedangkan kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) frekuensi gelombang suara (sonik).

Gelombang ultrasonik dapat merambat pada medium padat, cair dan gas. Reflektivitas dari gelombang ultrasonik ini di permukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat, tetapi pada tekstil dan busa, maka jenis gelombang ini akan diserap.

Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efek piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang disebut derau (noise), di mana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang-gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah sangat besar. Kelebihan gelombang ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Jarak suatu benda yang memanfaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau hewan. Contoh hewan yang dapat mendengar gelombang ultrasonik yaitu lumba-lumba, kelelawar, paus dll.

Mekanisme pendengaran manusia

Getaran di membran timpani ini akan diteruskan ke bagian tengah telinga yaitu ke tulang martil, landasan, kemudian sanggurdi. Impuls suara diteruskan ke telinga bagian dalam yaitu ke rumah siput dan merangsang saraf di sekitar cairan rumah siput dan dikirim ke otak. Selanjutnya di otak, suara tersebut diolah sehingga kita dapat mendengar dan mengartikannya. Secara skematis proses mendengar dapat ditulis sebagai berikut.

Getaran Suara =>… masuk….Daun telinga =>… masuk….Saluran pendengaran=>…ditangkap…Membran timpani=>…melewati…

Tulang martil=>…melewati…Tulang landasan=>…melewati…Tulang sanggurdi=>…diterima…Kortil=>…diteruskan…Lobus temporalis=>…hasil…<<Suara>>

Bunyi

Bunyi termasuk salah satu jenis gelombang yang dapat dirasakan oleh indera pendengaran (telinga). Dalam fisika, Pengertian bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari benda yang bergetar. Benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan molekul-molekul udara yang ada disekitarnya. Dengan demikian, syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang bergetar. Perambatan bunyi memerlukan medium. Kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi. Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi agar bunyi dapat terdengar. Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah:

• ada benda yang bergetar (sumber bunyi)
• ada medium yang merambatkan bunyi, dan
• ada penerima yang berada di dalam jangkauan sumber bunyi

Bunyi memiliki cepat rambat yang terbatas. Bunyi memerlukan waktu untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Cepat rambat bunyi sebenarnya tidak terlampau besar. Cepat rambat bunyi jauh lebih kecil dibandingkan denga cepat rambat cahaya. Bahkan sekarang orang telah mampu membuat pesawat yang dapat terbang beberapa kali daripada cepat rambat bunyi. Cepat rambat bunyi sering dirumuskan sebagai berikut:

v = s / t 

v = cepat rambat bunyi (m/s), s = jarak sumber ke pengamat (m), t = selang waktu (s)Bunyi termasuk salah satu jenis gelombang yang dapat dirasakan oleh indera pendengaran (telinga). Dalam fisika, Pengertian bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari benda yang bergetar. Benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan molekul-molekul udara yang ada disekitarnya. Dengan demikian, syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang bergetar. Perambatan bunyi memerlukan medium. Kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi. Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi agar bunyi dapat terdengar. Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah:

• ada benda yang bergetar (sumber bunyi)
• ada medium yang merambatkan bunyi, dan
• ada penerima yang berada di dalam jangkauan sumber bunyi

Bunyi memiliki cepat rambat yang terbatas. Bunyi memerlukan waktu untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Cepat rambat bunyi sebenarnya tidak terlampau besar. Cepat rambat bunyi jauh lebih kecil dibandingkan denga cepat rambat cahaya. Bahkan sekarang orang telah mampu membuat pesawat yang dapat terbang beberapa kali daripada cepat rambat bunyi. Cepat rambat bunyi sering dirumuskan sebagai berikut:

v = s / t 

v = cepat rambat bunyi (m/s), s = jarak sumber ke pengamat (m), t = selang waktu (s)

Bunyi memiliki sifat-sifat tertentu. Sifat-sifat gelombang bunyi tersebut, antara lain:

• Merupakan gelombang longitudinal
• Tidak bisa merambat pada ruang hampa
• Kecepatan rambatnya dipengaruhi oleh kerapatan medium perambatannya (padat, cair, gas). Paling cepat pada medium yang kerapatannya tinggi.
• Dapat mengalami resonansi dan pemantulan.

Bunyi dapat mengalami resonansi. Apa itu resonansi? Pengertian resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran benda lain, karena frekuensinya sama. Bunyi dapat mengalami pemantulan, proses pemantulan bunyi dimanfaatkan pada:

• Penentuan cepat rambat bunyi
• Pendeteksian cacat dan retak pada pipa logam
• Survei geofisika
• Pengukuran ketebalan pelat logam
• Pengukuran kedalaman tempat.

Bunyi dikategorikan ke dalam beberapa jenis. Jenis-jenis bunyi antara lain sebagai berikut:

• Bunyi infrasonik: yaitu bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz, dan dapat didengar oleh anjing, jangkrik, angsa, dan kuda.
• Bunyi audiosonik, yaitu bunyi yang frekuensinya berada antra 20 Hz-20.000 Hz dan dapat didengar manusia.
• Bunyi untrasonik, yaitu bunyi yang frekuensinya lebih dari 20.000 Hz, dapat didengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.
• Nada, yaitu bunyi yang frekuensinya beraturan.
• Desah, yaitu bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
• Gaung atau kerdam, yaitu bunyi pantul yang sebagian datang bersamaan dengan bunyi asli, sehingga menggangu bunyi asli.
• Gema yaitu, bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli, sehingga memperkuat bunyi asli.

gelombang

B. GELOMBANG

Gelombang adalah getaran yang merambat. 

Berdasarkan ada tidaknya medium perambatan, terdapat dua jenis gelombang yaitu : 

a. Gelombang mekanik. 

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk merambat. Contoh, gelombang tali, gelombang permukaan air dan gelombang bunyi.

b. Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang merambat tanpa memerlukan medium. Contoh, gelombang cahaya.

Berdasarkan arah getar dan rambatnya, terdapat dua jenis gelombang, yaitu :

a. Gelombang longitudinal.

Gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya. Contohnya adalah gelombang bunyi diudara. 

Bentuk gelombang longitudinal :

 

Panjang satu gelombang untuk gelombang longitudinal terdiri dari satu rapatan dan satu regangan. 
b. Gelombang transversal.

Gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Contoh gelombang tali.  

Panjang gelombang diberi simbol "λ" (dibaca lambda), adalah panjang satu gelombang yang terdiri dari satu bukit dan satu lembah geombang.

Bentuk gelombang transversal :

Panjang gelombang pada gambar diatas adalah jarak a-e, b-f, d-h, c-g, e-i dan g-k.

Sedangkan amplitudo gelombangnya adalah jarakb-b', d-d', f-f', h-h' dan j-j'.

  

Pada gambar tersebut terlihat bahwa gelombang transversal berbentuk bukit gelombang dan lembah gelombang yang merambat. Istilah-istilah yang berkaitan dengan gelombang transversal adalah sebagai berikut.

- simpangan : jarak suatu titik gelombang terhadap posisi setimbang.

- puncak gelombang : titik tertinggi pada gelombang

- dasar gelombang : titik terendah pada gelombang

- bukit gelombang : lengkungan yang berada diatas posisi setimbang

- lembah gelombang : lengkungan yang berada dibawah posisi setimbang

- amplitudo : jarak puncak gelombang atau dasar gelombang terhadap posisi setimbang. 

1. Periode, Frekuensi dan Cepat Rambat Gelombang

a. Periode Gelombang

Gelombang juga memerlukan waktu dalam perambatannya. Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang disebut periode. Periode disini sama artinya dengan selang waktu yang diperlukan untuk melakukan suatu getaran. Satuan periode adalah sekon.

 Untuk menentukan periode suatu gelombang kita bisa pake persamaan berikut.

b. Frekuensi Gelombang 

Frekuensi adalah gelombang yang terjadi dalam satu sekon. Satuan frekuensi adalah gelombang per sekon atau hertz (Hertz). Sama seperti getaran, frekuensi gelombang juga memiliki persamaan berikut.

c. Cepat Rambat Gelombang

Kecepatan gelombang sering disebut dengan cepat rambat gelombang yang diberi simbol "v".

Cepat rambat gelombang dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut.

Sedangkan untuk menentukan panjang gelombang dapat digunakan persamaan berikut ini.