ROV (Remotely Operated Vehicle)

            ROV (Remotely Operated Vehicle) adalah wahana bawah air yang bertenaga listrik dan dikontrol melalui pusat, dapat bermanuver sesuai perintah manusia dengan pendorong (thruster) hidrolik atau elektrik (Hoong, 2010).  Di dalam ROV biasanya terdapat CCD (kamera video) dan lampu pencahayaan.  Beberapa instrumen dapat ditambahkan untuk menambahkan kemampuan ROV seperti kamera, manipulator, water sampler, CTD ( Conductivity, Temperature and Depth) (NOAA, 2010). Remote Operation Vehicle secara luas dikenal sebagai nama umum bagi kapal selam mini yang kerap digunakan pada industri minyak dan gas lepas pantai. Kapal selam ini tak berawak, tapi dioperasikan dari kapal lain. ROV memiliki kamera sehingga dapat menampilkan gambar keadaan bawah laut secara real time kepada pengendali ROV. Bila dari gambar yang terlihat menampilkan sesuatu yang dianggap penting untuk diteliti maka akan lebih banyak lagi sensor yang digunakan untuk memeriksa keadaan di lokasi tersebut lebih detail lagi.

Gambar 1. ROV

sumber : http://www.oceaneering.com/wp-content/uploads/2011/07/ROV-Spectrum-Cut-out.jpg

            ROV biasanya dikembangkan oleh lembaga penelitian. Salah satu merk ROV yang dikembangkan oleh Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) ialah JASON yang mampu menjelajah hingga kedalaman 6500 meter. Sejak tahun 2002 JASON telah kurang lebih menyelam sebanyak 485 kali. ROV pertama kali yang dilibatkan dalam mendukung pekerjaan di pengeboran minyak lepas pantai adalah RCV-225 dan RCV-150 yang dibuat oleh HydroProducts, Amerika Serikat.

Kegunaan ROV ini biasanya digunakan untuk mengetahui keadaan ekosistem laut dalam. Selain itu ROV juga banyak digunakan oleh para pekerja di rig oil & gas untuk mengecek struktur rig yang telah atau akan dipasang. Pemakaian ROV digunakan baik untuk kalangan militer, bisnis atau komersial, maupun akademis dan riset. Contoh untuk tujuan komersil di dunia pengeboran minyak dan gas lepas pantai adalah sebagai berikut:

1.    Menyertai para penyelam, untuk meyakinkan bahwa para penyelam dalam keadaan aman dan siap memberi bantuan

2.    Inspeksi atau pemeriksaan anjungan atau kilang minyak, dari mulai pemeriksaan visual sampai menggunakan alat tertentu untuk memonitor efek dari korosi, kesalahan konstruksi, mencari lokasi keretakan, estimasi biologi untuk pencemaran

3.    Inspeksi Jalur pipa, mengikuti jalur pipa bawah laut untuk mengecek adanya kebocoran, menentukan perkiraan umur pipa dan meyakinkan bila instalasi pipa dalam kondisi baik.

4.    Survei, baik visual maupun survei menggunakan gelombang suara, diperlukan sebelum pemasangan pipa, kabel, dan fasilitas bawah laut lainnya.

5.    Pendukung pengeboran dan konstruksi, dari inspeksi visual, memonitor pelaksanaan pengeboran dan konstruksi, sampai melakukan perbaikan-perbaikan jika diperlukan.

6.    Memindahkan benda-benda berbahaya di dasar laut, terutama di sekitar fasilitas bangunan seperti kilang minyak. ROV terbukti lebih bisa menekan biaya untuk menjaga daerah tersebut tetap aman dan bersih.

Di bidang telekomunikasi ROVdigunakan untuk mendukung pekerjaan pemasangan kabel telekomunikasi bawah laut, selain memonitor, juga menjaga agar pemasangan kabel sesuai dengan prosedur sehingga terlindung dari gangguan nelayan (kapal trawler) dan kemungkinan kapal membuang jangkar. Selain itu dalam bidang rise ROVdigunakan untuk menginvestigasi perubahan-perubahan yang terjadi di dasar laut pasca gempa dan tsunami.

Prinsip kerja dari ROV adalah ROV bekerja dengan sebuah kontroler yang berada di permukaan air laut (biasanya dikapal). Dari sana operator menggerakan ROV dan mengatur segala kegiatan yang akan dilakukan oleh ROV seperti pengambilan sampel air laut, gerakan kamera video dan lain sebagainya. Antara ROV  dan kontroler dihubungkan oleh kabel.

Gambar 2. Komponen dasar sistem ROV

Sumber: Christ dan Wernli, 2007

            ROV tersusun dari satu set pengapung besar di atas sasis baja atau aluminium agar. Pengapung itu biasanya terbuat dari busa sintetis. Di bagian bawah konstruksi terpasang alat-alat sensor yang berat. Komposisi ini–komponen ringan di atas dan berat di bawah–akan menghasilkan pemisahan yang besar antara pusat apung dan pusat gravitasi. Maka alat ini pun lebih stabil di dasar laut saat melakukan tugas-tugasnya. ROV memiliki kemampuan manuver yang tinggi. Kabel tambat berfungsi mengirimkan energi listrik serta data video dan sinyal. Saat bertugas memasang kabel-kabel listrik tegangan tinggi, ROV biasanya ditambahkan tenaga hidrolik.   Sistem ROV terdiri atas vehicle (atau sering disebut ROV itu sendiri), yang terhubung oleh kabel umbilical ke ruangan kontrol dan operator di atas permukaan air (bisa di kapal, rig atau barge). Yang paling juga adalah sistem kendali, sistem peluncuran dan sistem suplai tenaga listrik maupun hidrolik. Melalui kabel umbilical, tenaga listrik dan hidrolik, juga perintah-perintah, atau sinyal-sinyal kontrol, disampaikan dari ruang kontrol ke ROV, secara dua arah.

Berdasarkan ukuran, berat, dan kekuatannya, ROV dibagi menjadi berikut:

1.        Micro - ROV tipe mikro memiliki ukuran dan erat yang sangat kecil. Sekarang beratnya bisa di bawah 3 kg. ROV ini biasa digunakan untuk membantu penyelam, secara spesifik untuk mengakses tempat yang tidak bisa dijangkau seperti gua kevil dan jalur pipa.

2.        Mini - ROV tipe ini memiliki berat kurang lebih 15 kg. ROV tipe mini dapat dikendarai oleh satu orang seperti kapal kecil.

3.        General - tipe ini memiliki kekuatan di bawah 5 HP. Biasanya dilengkapi unit sonar dan digunakan untuk survey bawah air. Tipe ini dapat mencapai kedalaman dibawah 1000 meter dan ada juga yang dibuat untuk mencapai kedalaman 7000 meter.

4.        Light workclass - tipe ini memiliki kekuatan kira-kira 50 HP. Biasanya memiliki tiga kegunaan. Dibuat dengan bahan polyethylene, stainless steel atau campuran alumunium. Tipe ini mampu mencapai kedalaman di bawah 2000 meter.

5.        Trenching/burial - tipe ini memiliki kekuatan lebih dari 200 HP dan dapat mencapai kedalaman sampai 6000 meter (Remotely Operated Vehicle, 2006).

Sistem ROV pada umumnya bekerja diatas wahana apung seperti kapal, barge, atau rig. Bila sistem ROV dipasang diatas kapal, maka posisi ROV di bawah laut akan mengacu pada titik referensi di kapal. Untuk keperluan survei, kapal biasanya menggunakan DGPS (Differential Global Positioning System) sebagai penentuan posisi utamanya. Sedangkan untuk posisi di bawah laut, sistem ROV dilengkapi dengan alat penentuan posisi bawah laut menggunakan gelombang suara (Acoustic Underwater Positioning). Salah satu metode ini adalah Ultra Short BaseLine (USBL), yang akan mengukur jarak, kedalaman, dan azimut ROV terhadap transduser USBL yang dipasang di kapal. Posisi ROV dan data navigasi lainnya, dalam sistem koordinat tertentu akan didapat dan melalui perangkat lunak navigasi tertentu, akan dikirimkan secara real time ke ruang kontrol ROV.

REFERENSI

Andika, Anggri. 2010. ROV. http://anggriandika.wordpress.com/2010/05/13/rov/. Diakses pada tanggal 10 Juni2013 pada pukul 22.00 WIB

Anonim. 2010. ROV. http://zonalaut.com/oceanografi/oceanografi/rov-remotely-operated-vehicle-. Diakses pada tanggal 10 Juni2013 pada pukul 22.00 WIB

Anonim. 2012. ROV. http://www.ilmukelautan.com/instrumentasi-dan-hidroakustik/instrumentasi-kelautan/396-sekilas-tentang-rov. Diakses pada tanggal 10 Juni 2013 pada pukul 22.00 WIB

Fitri, Dini. 2009. ROV. http://dinifitri.blogspot.com/2009/01/tahap-tahap-pembuatan-robot.html. Diakses pada tanggal 10 Juni 2013 pada pukul 22.00 WIB

Khairunnisa, Azzahra. 2010. ROV. http://azzahrakhairunnisa.blogspot.com/ 2012/03/rov-remotely-operated-vehicle.html. Diakses pada tanggal 10 Juni2013 pada pukul 22.00 WIB

NOAA. 2010. Remotely Operated Vehicles (ROV). http://oceanexplorer.noaa.gov /technology/subs/rov.html. Diakses pada tanggal 10 Juni2013 pada pukul 22.00 WIB

resume materi kuliah akustik laut

KONSEP DASAR AKUSTIK

Akustik adalah teori gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Sehingga akustik kelautan “Marine Acoustics” adalah teori gelombang suara dan perambatannya dalam medium air laut. Gelombang suara atau gelombang bunyi adalah gejala yang disebarkan oleh perubahan tekanan baik partikel-partikel padat, tekanan udara bertambah, partikel-partikel jarang, tekanan berkurang. Perubahan tekanan dalam perambatan suara secara periodik yang menghasilkan siklus dalam satuan waktu tertentu dikenal dengan Frekuensi suara (f) dalam Hertz, Hz.

           Sehingga akustik kelautan merupakan bagian dari instrumentasi kelautan yang digunakan untuk mendeteksi benda, biota laut, ataupun lapisan sedimen yang berada di dasar lautan yang secara umum terbagi dalam sistem SONAR dan ECHOSOUNDER. Sistem Sonar memancarkan gelombang suara secara horizontal sehingga dapat mendeteksi misalnya benda-benda yang berada di depan kapal ataupun di belakang kapal. sedangkan Echosounder memancarkan gelombang suara secara vertikal sehingga dalam aplikasinya sering digunakan untuk mendeteksi keberadaan ikan atau benda-benda yang berada di bawah kapal.

KECEPATAN SUARA DI LAUT

Suara atau bunyi dapat didefinisikan sebagai gelombang yang bergerak dalam medium baik gas, cair maupun padat. Di alam udara, gelombang bunyi itu bergerak dengan kecepatan 760 mil per jam. Kecepatan rambatan melalui air akan empat kali lebih cepat daripada melalui udara. Kecepatan suara di laut berkisar antara 1.400 – 1.550 m/det, kecepatan rata-ratanya  1.500 m/detk. Dan di dalam hampa, gelombang bunyi tidak dapat bergerak karena tidak ada media kenyalnya.

gambar1. profil kedalaman terhadap suhu dan kecepatan suara

 -      Ket: 

     Zona 1 : Di lapisan homogen (mixed layer) walaupun suhunya konstan, kecepatan suara bertambah terhadap kedalaman karena pengaruh pertambahan tekanan.

-     Zona 2   : Di lapisan thermocline penurunan suhu yang cepat lebih mendominasi pertambahan tekanan sehingga    kecepatan suara berkurang terhadap kedalaman

-     Zona 3    : Di lapisan dalam (deep layer) efek penambahan tekanan kembali mendominasi penurunan suhu sehingga kecepatan suara bertambah terhadap kedalaman.

Di bawah lapisan thermocline, terdapat lapisan di mana C adalah minimum, lapisan C minimum ini terbentuk karena di lapisan thermocline terjadi pengurangan C, sementara di bawah lapisan thermocline terjadi penambahan C.

Kecepatan suara di laut bisa dihitung menggunakan rumus :

C = 1449.2 + 4.6T – 0.055T² + 0.00029T³ + (1.34 – 0.010T) (S – 35) + 0.016z

Dengan :

T = suhu, temperatur

S = salinitas

Z = kedalaman

Aplikasi Kajian Perambatan Suara di laut

-          Komunikasi

-          Pemeruman (Penentuan Kedalaman Laut)

-           Deteksi dan Identifikasi Objek di dasar dan dalam laut

-          Operasi Kapal Selam

SOUND CHANNEL

Sound channel atau kanal suara merupakan lapisan dimana kecepatan suara minimum dimana lapisan ini terletak di bawah lapisan thermocline. Hal ini dapat terjadi karena di lapisan thermocline terjadi pengurangan C sementara di bawah lapisan thermocline terjadi penambahan C.

ATENUASI

Atenuasi adalah energi gelombang suara berkurang sepanjang perambatannya dari sumbernya. Karena gelombang suara menyebar keluar dalam bidang yang lebar, energinya tersebar kedalam area yang luas. Dengan kata lain, atenuasi adalah melemahnya gelombang suara karena melewati sebuah medium, intensitasnya pun akan berkurang karena adannya pertambahan tekanan berdasarkan bertambahnya kedalaman. Atenuasi terjadi sebelum pemantulan (refleksi).

Hal yang dapat menyebabkan atenuasi adalah absorpsi, scattering dan refraksi. Absorpsi adalah penyerapan energi suara oleh medium dan diubahnya menjadi energi dalambentuk yang lain. Berbeda dengan absorpsi, scattering atau peristiwa hamburan yang terjadi ketika gelombang ultrasonik berinteraksi dengan batas antara dua medium. Sedangkan refraksi adalah perubahan arah gelombang ultrasonik yang ditransmisikan pada batas antara medium yang berbeda.

SHADOW ZONE

Shadow zone adalah sebuah daerah yang merupakan sebuah daerah yang aman atau bebas dari suhu dan salinitas. Maksudnya adalah temperatur dan salinitas pada lapisan ini dapat memantulkan gelombang suara yang datang. Daerah ini juga biasanya disebut dengan daerah kedap yang sering dipakai oleh kapal selam dalam bidang kemiliteran. Karena pada zona ini rambatan suara yang datang dapat dipantulkan ke atas dan kebawah sehingga kapal selam tersebut sulit terdeteksi olah sistem kerja sonar.

Dilihat dari faktor oseanografi yang mempengaruhi kecepatan suara, laut dibagi menjadi 3 lapisan. Pertama adalah lapisan kolom air dimana  semakin dalam kedalaman pada lapisan ini, kecepatan suara akan bertambah cepat. Hal ini terjadi karena pengaruh bertambahnya tekanan. Lapisan yang kedua adalah lapisan termoklin. Pada lapisan ini kecepatan suara akan berkurang diakibatkan perubahan suhu yang drastis.lapisan yang terakhir adalah deep layer dimana kecepatan suara akan meningkat kembali karena suhu dan tekanan pada lapisan ini relatif konstan. Akibat adanya refraksi variasi perbedaan kecepatan rambat suara tersebut mengakibatkan adanya shadow zone.

Conductivity Temperature Depth (CTD)

CTD adalah alat yang digunakan dalam sampling oseanografi untuk mengukur salinitas air laut, suhu serta kedalaman air laut pada tempat dan kedalaman yang diinginkan. Alat ini terdiri dari 3 sensor utama, yaitu sensor tekanan untuk pengukuran kedalaman, thermistor sebagai sensor suhu, dan sel induktif (conductivity) sebagai sensor salinitas, juga dapat diberikan sensor tambahan seperti sensor klorofil, kekeruhan, oksigen dsb. Umumnya ada 3 komponen utama dalam pengoperasian CTD yaitu : CTD, perangkat komputer dengan software-nya, dan perangkat interface sebagai unit penghubung antara CTD dan komputer

gambar2. CTD

ADCP (Acoustic Doppler Current Profile)

Prinsip kerja ADCP berdasarkan perkiraan kecepatan baik secara horizontal maupun vertikal menggunakan efek Doppler untuk menghitung kecepatan radial relatif, antara instrumen (alat) dan hamburan di laut. Tiga beam akustik yang berbeda arah adalah syarat minimal untuk menghitung tiga komponen kecepatan. Beam ke empat menambah pemborosan energi dan perhitungan yang error. ADCP mentransmisikan ping, dari tiap elemen transducer secara kasar sekali tiap detik. Echo yang tiba kembali ke instrumen tersebut melebihi dari periode tambahan, dengan echo dari perairan dangkal tiba lebih dulu daripada echo yang berasal dari kisaran yang lebih lebar. Profil dasar laut dihasilkan dari kisaran yang didapat. Pada akhirnya, kecepatan relatif, dan parameter lainnya dikumpulkan diatas kapal menggunakan Data Acquisition System (DAS) yang juga secara optional merekam informasi navigasi, yang diproduksi oleh GPS.

gambar3. ADCP

TARGET STRENGTH

Target Strength (TS) adalah kekuatan pantulan echo (gema), atau ukuran decibel intensitas suara yang dikembalikan oleh target, diukur pada jarak satu meter dari pusat akustik, relatif terhadap intensitas suara yang mengenai target (Coates, 1990).  Sedangkan menurut Johannesson dan Mitson, 1983 menyatakan bahwa Target Strength (TS) merupakankekuatan dari suatu target untuk memantulkan suara dan memiliki hubungan yang erat dengan ukuran ikan, dimana terdapat suatu kecenderungan semakin besar ukuran ikan maka semakin besar TS yang didapat.

SCATTERING VOLUME

Scattering volume (SV) merupakan rasio antara intensitas suara yang direfleksikan oleh suatu group single target yang berada pada suatu volume air tertentu (1m3) dan diukur pada jarak 1 meter dari kelompok target yang bersangkutan dengan intensitas suara yang mengenai target (insident intensity). Perhitungannya dilakukan secara vertikal yaitu per strata kedalaman yang dibagi dengan selang 1 meter. Semakin tinggi Nilai SV maka semakin besar pula dugaan ukuran kelompok ikannya. Untuk mengatasi integrasi pada jarak kedalaman R1-R2.SV untuk satu transmisi dari suatu ukuran intensitas akustuk, direfleksikan dari tiap-tiap m³ air yang dijumlahkan dan dirata-ratakan pada delta R sehingga SV dapat ditulis sebagai berikut:

SV= 10 log ρv + TS

Dengan :

SV = Volume Backscattering Strength

ρv = densitas ikan per volume

TS = Target strength

atenuasi

Atenuasi adalah energi gelombang suara berkurang sepanjang perambatannya dari sumbernya. Karena gelombang suara menyebar keluar dalam bidang yang lebar, energinya tersebar kedalam area yang luas. Dengan kata lain, atenuasi adalah melemahnya gelombang suara karena melewati sebuah medium, intensitasnya pun akan berkurang karena adannya pertambahan tekanan berdasarkan bertambahnya kedalaman. Atenuasi terjadi sebelum pemantulan (refleksi).

Hal yang dapat menyebabkan atenuasi adalah absorpsi, scattering dan refraksi. Absorpsi adalah penyerapan energi suara oleh medium dan diubahnya menjadi energi dalambentuk yang lain. Berbeda dengan absorpsi, scattering atau peristiwa hamburan yang terjadi ketika gelombang ultrasonik berinteraksi dengan batas antara dua medium. Sedangkan refraksi adalah perubahan arah gelombang ultrasonik yang ditransmisikan pada batas antara medium yang berbeda.

shadow zone

Shadow zone adalah sebuah daerah yang merupakan sebuah daerah yang aman atau bebas dari suhu dan salinitas. Maksudnya adalah temperatur dan salinitas pada lapisan ini dapat memantulkan gelombang suara yang datang. Daerah ini juga biasanya disebut dengan daerah kedap yang sering dipakai oleh kapal selam dalam bidang kemiliteran. Karena pada zona ini rambatan suara yang datang dapat dipantulkan ke atas dan kebawah sehingga kapal selam tersebut sulit terdeteksi olah sistem kerja sonar.

Dilihat dari faktor oseanografi yang mempengaruhi kecepatan suara, laut dibagi menjadi 3 lapisan. Pertama adalah lapisan kolom air dimana  semakin dalam kedalaman pada lapisan ini, kecepatan suara akan bertambah cepat. Hal ini terjadi karena pengaruh bertambahnya tekanan. Lapisan yang kedua adalah lapisan termoklin. Pada lapisan ini kecepatan suara akan berkurang diakibatkan perubahan suhu yang drastis.lapisan yang terakhir adalah deep layer dimana kecepatan suara akan meningkat kembali karena suhu dan tekanan pada lapisan ini relatif konstan. Akibat adanya refraksi variasi perbedaan kecepatan rambat suara tersebut mengakibatkan adanya shadow zone. 

 shadow zone

http://www.dosits.org/people/history/1920

sumber :

http://pastipanji.wordpress.com/2009/05/13/pemanfaatan-teknologi-akustik-dalam-sistem-pertahanan-dan-keamanan-nkri/

http://www.scribd.com/doc/75766077/Submarine-Communication

http://manwhoridethelight.multiply.com/journal/item/23/DISKUSI-shadow-zone-persembunyian-kapal-selam-?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem