Majari Magazine

Pengendalian Kebisingan dalam Pabrik Kimia

by Michael Hutagalung on 05/12/07 at 10:14 pm | 18 Comments | |

Di kawasan industri, masalah kebisingan kerap menjadi perhatian publik dan warga sekitar mengingat industri menggunakan alat-alat yang tentunya menimbulkan kebisingan saat alat-alat tersebut beroperasi. Kebisingan dapat berupa ciutan, deru, dan sebagainya kemudian terpropagasi dalam bentuk gelombang suara melalui medium udara. Alat-alat tertentu menimbulkan kebisingan sedemikian hebatnya bahkan menggangu penduduk yang tinggal di sekitar pabrik hingga radius ratusan meter.

Kebisingan merupakan faktor penting dalam perancangan pabrik karena kebisingan tidak sekedar menimbulkan rasa tidak nyaman namun juga dapat menimbulkan efek serius bagi kesehatan manusia. Kebisingan dapat mengurangi kemampuan pendengaran manusia secara gradual pada level tertentu dapat menimbulkan hilangnya kemampuan pendengaran secara permanen. Selain gangguan pendengaran, kebisingan dapat menimbulkan stres pada sistem kerja jantung dan peredaran darah serta pada sistem sirkulasi udara dan pernapasan. Beberapa contoh nilai kebisingan berbagai sumber suara (dalam dB) dapat dilihat pada link berikut [PDF, 166kB].

Konsep Dasar Propagasi Suara

Suara terpropagasi dalam bentuk gelombang suara dan memerlukan medium untuk merambat. Medium tersebut dapat berupa padatan, cairan, ataupun gas. Udara merupakan salah satu medium perambatan suara. Dari suatu titik sumber bunyi, suara akan terpropagasi dalam bentuk spherical (bola) atau hemispherical (bola lonjong). Pada saat merambat, energi yang terkandung dalam gelombang suara akan semakin berkurang karena berbagai faktor yang menghalangi perambatan udara seperti keberadaan penghalang serta penyerapan oleh udara dan tanah. Penurunan energi dari gelombang suara ini akan mengakibatkan penurunan intensitas dan tekanan gelombang suara.

Sound Pressure Level (SPL) merupakan besaran yang umum digunakan untuk merepresentasikan tekanan dari gelombang suara. Besaran ini diukur dengan menggunakan referensi tekanan p_ref = 2×10^-5 Pa. Referensi tersebut merupakan batas minimal tekanan gelombang suara yang dapat didengar oleh manusia. Besaran SPL memiliki satuan decibel (dB) dan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Saat gelombang suara merambat, suara akan melemah karena berbagai faktor yang terdapat dalam lingkungan. Pelemahan suara karena berbagai faktor tersebut dinamakan atenuasi. Terdapat tiga jenis atenuasi yang umum berpengaruh pada propagasi suara, yaitu: atenuasi karena absorpsi molekuler oleh udara, atenuasi karena keberadaan obstruksi, dan atenuasi karena keadaan-keadaan tertentu di titik penerima.

Perhitungan Propagasi Suara

Tekanan suara yang diterima seseorang di suatu titik ialah hasil interaksi dari sekian sumber suara yang berada di sekitarnya. Jumlah keseluruhan tekanan suara di suatu titik penerima suara (SPLt) dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

Tekanan suara dari sumber ke-i (SPLi) yang diterima di suatu titik penerima suara dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

SPL_bi merupakan tekanan suara dasar dari suatu alat yang umumnya diukur pada jarak 1 meter dari permukaan alat. S_i merupakan luas permukaan alat dimana SPL_bi diukur, sedangkan R_i merupakan jarak dari sumber suara ke titik penerima. Q_i merupakan directivity factor (Q=1 untuk spherical diffusion dan Q=3 untuk hemispherical diffusion). A merupakan atenuasi karena absoprsi molekuler oleh udara (A₁), atenuasi karena keberadaan obstruksi (A₂), dan atenuasi karena keadaan khusus di titik penerima suara (A₃).

Weighting Curve dan Weighting Factor

Weighting curves. Beberapa jenis weighting curve yang dapat digunakan sebagai standardisasi SPL. Hal ini didasari atas fakta dimana telinga manusia memiliki sensitivitas yang berbeda-beda terhadap suara pada berbagai frekuensi.

Sound Pressure Level (SPL) merupakan besaran yang paling sering digunakan untuk merepresentasikan tingkat suara karena nilainya dapat digunakan sebagai parameter kekuatan suara yang diterima oleh telinga manusia. Karena telinga manusia tidak secara sama peka kepada semua frekuensi suara, perlu dilakukan standardisasi terhadap nilai SPL apabila ingin digunakan sebagai parameter kekuatan suara yang didengar manusia.

Telinga manusia peka terhadap suara dengan frekuensi sebesar 20-20.000 Hz dan paling peka dengan frekuensi suara antara 500-6.000 Hz. Terdapat beberapa jenis weighting curve yang dapat digunakan sebagai standardisasi SPL. Masing-masing kurva memiliki karakteristik masing-masing dan digunakan untuk keperluan yang berbeda-beda. A-weighting curve meruapakan weighting curve yang paling umum digunakan sebagai faktor standardisasi. Satuan SPL yang sudah distandarkan dengan A-weighting curve berubah dari dB menjadi dBA.

Teknik Pengendalian Kebisingan

Pengendalian kebisingan ialah suatu hal yang wajib diterapkan dalam suatu pabrik yang menghasilkan kebisingan pada level tertentu. Namun, pengendalian kebisingan tersebut tidak boleh bertentangan dengan prinsip-prinsip dasar perancangan pabrik, yaitu faktor kelayakan ekonomi, kemudahan operasi alat, kemudahan maintenance, dan faktor safety.

Permasalahan yang berkaitan dengan kebisingan dapat dikendalikan dengan melakukan pendekatan sistematik dimana sistem perpindahan semua suara dipecah menjadi tiga elemen yaitu sumber suara, jalur transmisi suara, dan penerima akhir. Metode yang umumnya digunakan untuk mengendalikan kebisingan dengan dengan mengendalikan sumber suara antara lain ialah menggunakan peralatan kebisingan rendah, menghilangkan sumber kebisingan, melengkapi alat dengan insulasi, silencer, dan vibration damper. Jalur transmisi suara juga dapat dimodifikasi agar kebisingan berkurang. Hal itu dapat dilakukan dengan cara pengadaan penghalang dan absorpsi oleh peredam. Kebisingan juga dapat dikendalikan dengan memodifikasi elemen penerima akhir. Hal itu dapat dilakukan dengan improvisasi sistem operasi, improvisasi pola kerja, dan pengunaan pelindung pendengaran.

Peraturan Standar Mengenai Kebisingan

Untuk menciptakan suasana kerja yang aman dan keberadaan pabrik yang tidak berbahaya bagi lingkungan, beberapa peraturan standar internasional telah dibuat dan mengatur batas-batas kebisingan pabrik. Peraturan-peraturan internasional tersebut antara lain:

1. Occupational Safety and Health Administration
   • OSHA 1910.95 Occupational Noise Exposure
   • OSHA 1926.52 Occupational Noise Exposure
2. American National Standards Institute (ANSI)
   • ANSI S1.1 Acoustical Terminology
   • ANSI S1.2 Physical Measurement of Sound
   • ANSI S1.4 Specification for Sound Level Meters
   • ANSI S1.11 Specification for Octave, Half-Octave and Third- Octave Band Filter Sets
   • ANSI S1.13 Methods for the Measurement of Sound Pressure Levels
   • ANSI S5.1 CAGI-PNEUROP Test Code for the Measurement of Sound form Pneumatic Equipment
3. American Petroleum Institute (API)
   • API 615 Sound of Control of Mechanical Equipment for Refinery Services
4. Handbooks
   • Genrad Company Handbook of Noise Measurement
5. Institute of Electronic and Electrical Engineers (IEEE)
   • IEEE Std 85 IEEE Test Procedure for Airborne Sound Measurement on Rotating Electric Machinery

Apabila terjadi ketidaksepadanan dalam pemberlakuan peraturan-peraturan tersebut, maka urutan prioritas peraturan yang akan diberlakukan ialah peraturan pemerintah Indonesia, peraturan pemerintah daerah setempat, basis desain dan standar serta spesifikasi proyek, peraturan dan standar internasional.

Tabel berikut ini merupakan peraturan pemerintah Indonesia mengenai kebisingan tercantum dalam Keputusan Menteri Tenaga Kerja Nomor Kep-51/MEN/1999 dan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup no.48 Tahun 1996.

Keterangan: Kontak dengan kebisingan dengan level melebihi 140 dBA tidak diperbolehkan pada kondisi apapun karena kebisingan di atas level tersebut berbahaya dan dapat menimbulkan rasa sakit di bagian telinga.

Contoh Kasus

Keterangan: Hasil studi berikut ini merupakan hasil simulasi secara kasar dan belum dapat diverifikasi keakuratannya sehingga dilampirkan hanya sebagai alat bantu penjelasan teori. Ilustrasi sepenuhnya digunakan untuk keperluan akademis sehingga sumber data serta perusahaan terkait tidak dapat dipublikasikan pada artikel ini.

Dari peta kontur di atas dapat dilihat bahwa hampir di seluruh titik di dalam bangunan pabrik memiliki tingkat kebisingan di atas 66 dBA. Kebisingan terkonsentrasi di daerah barat pabrik (utility area) hingga 77 dBA dan bahkan 82 dBA pada radius tertentu dari alat. Sedangkan di bagian process area (di bagian timur pabrik), kebisingan berkisar antara 72-77 dBA dan 82 dBA di titik-titik tertentu di dekat alat. Kebisingan pada tingkat yang rendah terjadi di sekitar flare stack yaitu sekitar 56-72 dBA di dalam radius flare stack. Maka dari itu, dapat disimpulkan bahwa kompleks pabrik tersebut secara umum memenuhi standar keamanan operasi untuk tenaga manusia yang bekerja selama maksimum 8 jam sehari.

Peta kontur di atas ialah perbesaran dari peta kontur sebelumnya. Dari peta kontur di atas dapat disimpulkan bahwa kebisingan tersebar merata pada seluruh daerah dalam process area dengan tingkat SPL 71-75 dBA. Beberapa titik yang merupakan titik letak equipment memiliki tingkat kebisingan hingga 85 dBA-100dBA. Dengan demikian dibutuhkan teknik pengendalian kebisingan di daerah-daerah tertentu yang memiliki tingkat kebisingan 85 dBA-100dBA. Hal paling sederhana yang dapat diterapkan untuk mengendalikan kebisingan ialah sistem man-power management yang membatasi durasi kontak operator dengan alat yang memiliki tingkat kebisingan tinggi dengan jangka waktu maksimum tertentu, misalnya dengan membatasi interaksi operator dengan alat selama maksimum 7.5 menit dan paling dekat berdiri pada jarak 1 meter dari alat yang memiliki tingkat kebisingan 100 dBA. Apabila hal tersebut tidak memungkinkan, operator masih dapat berinteraksi dengan alat tersebut selama maksimal 8 jam sehari dengan syarat menggunakan pelindung telinga yang dapat mengurangi kebisingan minimal sebesar 15 dBA.

Sumber: Wikipedia, Arsip Pribadi