Monthly Archives

Mei 2021

Mei 31
1

Penanganan Kebisingan Industri

By | All, Articles, Uncategorized, Vibration

Di tempat-tempat industri yang biasanya penuh dengan mesin atau sistem mekanis, kebisingan sudah pasti tidak bisa dihindari, bahkan sangat keras. Hal ini terkadang berbahaya bagi pekerja sehingga menyebabkan bahaya kesehatan dan keselamatan kerja. Oleh karena itu, pada artikel ini, kita akan membahas langkah-langkah pengendalian kebisingan yang dapat digunakan untuk mengatasi kebisingan industri di tempat kerja.

Sumber kebisingan

Mari kita mulai dengan rekap tentang bagaimana kebisingan dihasilkan:

Suara secara umum dihasilkan oleh getaran, atau terkadang karena sistem aerodinamis. Suara yang disebabkan getaran dapat disebabkan oleh berbagai alasan, misalnya:

  • Guncangan dan gesekan mekanis antara bagian-bagian mesin seperti palu, roda gigi berputar, bantalan, alat pemotong, dll.
  • Memindahkan bagian yang tidak seimbang
  • Getaran struktur besar dan berat

Sedangkan untuk kebisingan aerodinamis, disebabkan oleh aliran udara atau fluida melalui pipa, kipas angin, atau penurunan tekanan dalam sistem distribusi udara juga. Contoh tipikal sumber kebisingan aerodinamis adalah:

  • Uap dilepaskan melalui katup buang
  • Penggemar
  • Motor pembakaran
  • Pesawat jet
  • Aliran fluida turbulen melalui pipa

Langkah-langkah untuk mengontrol kebisingan di tempat kerja

Untuk mengontrol kebisingan di tempat kerja dengan benar, langkah-langkah berikut harus dilakukan:

  1. Identifikasi sumber suara (yaitu, sumber getar atau aliran aerodinamis)
  2. Identifikasi jalur kebisingan dari sumber ke pekerja
  3. Tentukan tingkat suara setiap sumber
  4. Tentukan kontribusi relatif terhadap kebisingan berlebihan dari setiap sumber dan lanjutkan untuk memberi peringkat sumber yang sesuai. Sumber dominan harus selalu diprioritaskan dan dikendalikan terlebih dahulu untuk mendapatkan redaman kebisingan yang signifikan.
  5. Pahami batas paparan yang dapat diterima seperti yang tertulis dalam undang-undang kesehatan dan keselamatan dan temukan pengurangan suara yang diperlukan.
  6. Cari tahu solusi sambil mempertimbangkan tingkat redaman suara, pengoperasian, pengendalian produktivitas, dan biaya.

Untuk mengurangi paparan kebisingan

Secara umum, paparan kebisingan dapat dikurangi dengan menghilangkan sumber kebisingan jika memungkinkan, jika tidak mengganti sumber dengan yang lebih tenang atau penerapan modifikasi teknik juga.

Cara paling efektif untuk meminimalkan paparan kebisingan adalah merancangnya sejak awal: tahap desain. Disarankan untuk selalu memilih fitur peralatan yang dapat mengurangi tingkat kebisingan ke tingkat yang dapat diterima. Untuk instalasi baru, sekali lagi pilih peralatan yang tidak berisik, dan pastikan untuk memiliki kebijakan pengadaan yang memilih untuk menggunakan peralatan yang tidak berisik, dan akhirnya menghilangkan kekurangan desain yang dapat menyebabkan penguatan kebisingan.

Modifikasi teknik mengacu pada perubahan yang dapat mempengaruhi sumber, atau jalur suara. Ini biasanya merupakan solusi yang lebih disukai untuk pengendalian kebisingan di tempat kerja yang sudah ada (tempat tanpa tindakan perlindungan kebisingan selama tahap desain). Ini karena modifikasi teknik dikenal lebih hemat biaya, terutama untuk mengendalikan kebisingan di sumbernya daripada di sepanjang jalur.

Pengendalian administratif dan penggunaan alat pelindung diri (APD) juga efektif sebagai tindakan pengendalian kebisingan yang dapat diterapkan pada pekerja itu sendiri. Kombinasi keduanya dapat dipertimbangkan ketika paparan kebisingan tidak membenarkan penerapan solusi teknik yang lebih mahal. Namun, penting untuk selalu diperhatikan bahwa kontrol administratif dan APD mungkin tidak seefektif menerapkan kontrol kebisingan teknis selama tahap awal atau modifikasi jalur suara. Oleh karena itu, mereka harus dikategorikan sebagai pilihan terakhir.

Solusi teknik untuk mengurangi kebisingan

Solusi yang berbeda dapat diterapkan untuk kebisingan yang disebabkan oleh getaran dan kebisingan aerodinamis.

Untuk kebisingan yang disebabkan oleh getaran, poin utamanya adalah mengurangi jumlah getaran pada sumbernya. Solusi tipikal termasuk modifikasi sumber energi seperti menurunkan kecepatan putar kipas, atau mengurangi gaya tumbukan alat pemukul, dll. Menambahkan bahan peredam ke permukaan yang bergetar karena gaya mekanis dapat membantu mengurangi efek getaran juga, terutama untuk struktur yang tipis . Untuk mencegah kerusakan yang tidak diinginkan karena gesekan atau benturan, bahan peredam dapat terjepit di antara permukaan peralatan dan bahan lain yang tahan terhadap abrasi. Perawatan ini disebut perawatan lapisan kendala.

Metode lain untuk mengurangi kebisingan yang disebabkan getaran termasuk meminimalkan celah pada pelindung mesin dan menutupinya dengan bahan penyerap akustik, mengganti bagian logam dengan bagian plastik jika memungkinkan, dan mengganti motor dengan yang lebih tenang.

Di sisi lain, untuk menangani kebisingan yang disebabkan aerodinamis, spesialis merekomendasikan untuk menerapkan praktik teknik yang mampu mengurangi kebisingan yang terkait dengan aliran fluida yang tidak stabil, misalnya meminimalkan kecepatan fluida, meningkatkan diameter pipa atau meminimalkan turbulensi dengan memanfaatkan kipas berkecepatan besar dan rendah dengan pisau melengkung.

Selain yang disebutkan di atas, ada juga langkah-langkah pengendalian kebisingan pasif yang dapat digunakan. Ini termasuk menggunakan penutup dan isolasi dengan menyimpan peralatan berisik di ruang / ruangan tertutup yang memiliki fitur akustik khusus seperti isolasi, kisi-kisi, atau penyegelan. Pemasangan penghalang akustik (panel penyerap suara) di tempat kerja, atau peredam suara di dalam saluran dan knalpot juga bekerja dengan baik dalam meredam kebisingan yang tidak diinginkan.

Langkah-langkah umum yang perlu diingat

Terakhir, berikut adalah beberapa metode umum yang dapat dilakukan seseorang untuk memastikan bahwa kebisingan di tempat kerja terkendali.

Perawatan rutin harus selalu dilakukan, di mana fokusnya harus pada mengidentifikasi dan mengganti bagian yang aus atau longgar, melumasi setiap bagian yang bergerak, dan memastikan bahwa peralatan yang berputar tidak kehilangan keseimbangan untuk menghindari kebisingan yang disebabkan oleh getaran.

Proses bising harus diperhatikan dan diganti dengan yang lebih tenang. Gema suara di dalam ruangan harus dikurangi. Gema adalah saat suara yang dihasilkan di dalam penutup mengenai permukaan reflektif dan dipantulkan kembali ke ruangan selain jalur kebisingan asli. Dalam beberapa kasus, suara yang bergema dapat mendominasi suara aslinya. Metode yang baik untuk membantu dalam kondisi seperti itu adalah dengan menambahkan bantalan pada permukaan reflektif dengan bahan penyerap suara sehingga tingkat kebisingan dapat dikurangi. Cara lain adalah mengatur peralatan di dalam ruangan agar tidak terlalu dekat dengan terlalu banyak struktur reflektif.

Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, selalu lakukan tindakan untuk mengidentifikasi sumber suara di tempat kerja industri dan temukan cara yang sesuai untuk menyelesaikan masalah kebisingan untuk mencapai batas kebisingan sesuai dengan batas paparan yang ditetapkan dalam undang-undang kesehatan dan keselamatan yang diterbitkan oleh otoritas lokal. Sangat penting untuk mematuhi batas paparan kebisingan untuk memastikan kesehatan pendengaran para pekerja di tempat kerja.

Referensi

https://www.ccohs.ca/oshanswers/phys_agents/noise_control.html

https://www.who.int/occupational_health/publications/noise10.pdf

Mei 06
0

Structure Borne Noise: The Correlation Between Mass, Stiffness and Damping In Vibration Transmission.

By | All, Articles, Environmental Noise, Kebisingan, News, Uncategorized, Vibration | No Comments

Pada pembahasan sebelumnya, kita telah membahas bagaimana suara ari merambat ke struktur hingga menimbulkan kebisingan ke ruang penerima dan bagaimana tahapan untuk mengurangi kebisingan tersebut. Terdapat 3 cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi kebisingan ke area penerima, yaitu penanganan pada bagian sumber, pada jalur transmisi dan terakhir pada ruang penerima. Umumnya, pada kondisi eksisting, penanganan dilakukan pada jalur transmisi dimana kita akan mengubah konfigurasi dari bangunan atau elemen yang dilalui oleh getaran yang merambat dari sumber. Penanganan pada jalur transmisi biasanya dilakukan dengan meminimalkan transmisi getaran dengan menambahkan springs atau inertia block. Salah satu desain spesial yang bisa dilakukan adalah dengan menggunakan spring dan juga inertia block seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini

Pemasangan isolator dan inertia block ini harus diperhitungkan dengan tepat untuk memastikan noise tereduksi dengan maksimal. Sebelum membahas perhitungan untuk memperoleh nilai dari parameter isolator dan inertia block mari kita bahas free block diagram pada Gambar 2 di bawah ini. Gambar ini menunjukkan sebuah sistem dengan free undamped vibration. Permasalahan dasar dari sebuah getaran umumnya berada massa dan stiffness.

Jika sebuah massa (m) diberikan gaya (F) maka akan ada resisting force atau gaya yang menahan dari arah berlawanan dengan perpindahan tertentu. Gaya ini disebut dengan stiffness ( ). Stiffness adalah sejauh mana suatu benda dapat menahan deformasi sebagai respons terhadap gaya yang diberikan ( ). X adalah besarnya perpindahan yang terjadi dari respon gaya yang diberikan. Gaya resisting ini menimbulkan sejumlah getaran pada massa yang memiliki percepatan ( ) atau perpindahan. Hal ini dapat dituliskan dalam bentuk persamaan

Solusi dari persamaan diferensial parsial ini adalah

Karena gerakan getaran dari sistem ini bergerak secara sinusoidal atau gerakan harmonik sederhana, suku akar dalam eksponen didefinisikan sebagai circular natural frequency.  Suku akar pada eksponen adalah circular natural frequency

Frekuensi alami dari mesin adalah

Jika frekuensi operasi dengan frekuensi natural diplot pada sebuah grafik maka akan terlihat seperti gambar di bawah ini

Ketika frekuensi operasi sama dengan natural frekuensinya maka akan terjadi resonansi. Pada keadaan ini amplitudonya akan tinggi dan menyebabkan getaran dan perambatan suara yang lebih tinggi pula. Kondisi resonan ini adalah keadaan dimana transmisi suara pada struktur sangat tinggi dan hal ini adalah hal yang paling tidak diinginkan. Untuk menghindari hal ini seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini maka target kita adalah membuat kombinasi frekuensi dan frekuensi operasi berada pada area yang berwarna merah. Solusi yang dapat dilakukan adalah bisa dengan menambahkan massa atau mengurangi stiffness-nya.

Selanjutnya kita akan membahas hubungan antara massa, stiffness dan damping pada transmisi getaran. Gambar di bawah ini adalah sebuah system yang bergetar dengan natural frekuensinya. Akan tetapi, sistem ini memiliki damping dashpot yang memiliki layer yang berperan sebagai isolator getaran dan juga mengabsorbsi energi mekanik.

Mari kita bahas free body diagram dari system di atas

F adalah external force atau gaya yang diberikan dalam mengoperasikan suatu mesin atau sistem. Gaya ini akan memberikan gaya yang berlawanan atau gaya yang resistable dari sistem stiffness. Gaya resistable ini dilambangkan dengan  dan gaya lainnya yang menahan (damper) yang dinotasikan dengan , yaitu kecepatan dari gerakan tertentu. Dengan gaya ini maka massa akan mengalami percepatan yang dinotasikan dengan .

Persamaan Free Damped Vibration (SDOF)

Solusi dari persamaan diferensial parsial di atas adalah:

dimana,

Nilai critical damping didefinisikan sedemikian rupa sehingga suku di dalam akar sama dengan 0

Critical damping adalah seberapa besar damping yang bisa dihasilkan, dimana jumlah redaman yang mungkin diperlukan mesin tertentu. Akan tetapi, kita dapat memberikan nilai redaman yang lebih atau di bawah nilai redamannya. Redaman yang diberikan dapat berupa spring atau flexible padding. Rasio antara actual damping (redaman yang akan ditambahkan) dengan critical damping disebut denggan damping factor.

ccri            : parameter yang bergantung dari suatu massa dan sistem stiffness yang bergetar

c          : redaman yang diberikan pada sebuah sistem

Di antara 3 jenis damping factor di atas, manakah yang lebih baik digunakan?

Coba kita lihat pada system di atas dimana terdapat impressed Force ( ) karena operasi mesin dan Transmitted Force ( ) dan karna terdapat mekanisme pada mesin maka ada gaya yang ditransmisikan. Perbandingan antara Fo dengan FT disebut transmissibility Ratio.

Nilai TR harus minimum dengan membuat nilai FT yang minimum juga agar transmisi dari getaran mesin tersebut juga minimum dan propagasi suaranya juga akan minimum. Jadi faktor apa saja yang mempengaruhi TR?

Faktor pertama adalah frekuensi natural dari mesin (  seperti yang dijelaskan sebelumnya system tertentu memiliki frekuensi alaminya berdasarkan massa dan stiffnes. Faktor kedua adalah frekuensi operasi pada mesin ( . Frekuensi operasi mungkin tidak selalu tetap karena kemungkinan ada fluktuasi dari tegangannya, terdapat masalah mekanis atau masalah pada gir sehingga frekuensi operasi mungkin berubah. Faktor terakhir adalah damping factor (ξ) di mana 3 jenis damping factor yang disebutkan di atas akan mengubah Transmitted force (FT). Berdasarkan 3 faktor utama yang dijelaskan tersebut makan persamaan dari Transmissibilitu Ratio adalah sebagai berikut

Dimana

Dimana R adalah rasio frekuensi maka persamaannya dapat disederhanakan sebagai berikut

Jika kita masukkan nilai damping ratio dan frequency ratio maka nilai TR-nya ditunjukkan pada tabel di bawah ini dan diplot pada grafik Gambar 5

Dengan perhitungan di atas kita dapat menentukan beberapa jenis peredam di mesin tertentu di bawah mesin untuk mengurangi perambatan suaranya. Akan tetapi, ada hal yang perlu diperhatikan berdasarkan grafik di bawah ini. Penggunaan damper dibagi ke dalam 3 zona berdasarkan frequency Ratio (R). Zona pertama adalah zona yang berwarna biru, di mana 0<R<0.5. Pada bagian ini perbedaan jika diberikan damper atau tidak semuanya akan naik dari 1 secara bertahap, dalam hal ini perbedaannya tidak terlalu significant. Dalam hal ini damper dapat diberikan namun akan memakan biaya yang cukup besar dan perubahannya pun hanya sedikit. Zona kedua adalah zona yang berwarna hijau, di mana 0.5<R<1,414. Dapat dilihat apabila tidak diberikan damper maka TR akan meningkat sangat tinggi hingga tak terhingga. Pada zona ini damper sangat perlu untuk digunakan agar getaran dan suara tidak berpropagasi. Terakhir adalah pada zona berwarna merah, dimana R>1,414. Perlu diperhatikan pada zona ini, apabila diberikan full damping ketika rasio frekuensinya besar maka TR akan semakin mengecil dan perbedaannya antara ketiga jenis damping factor tidak terlalu signifikan. Dengan demikian pada zona ini pemberikan damper sebaiknya tidak dilakukan.

By : Adetia | Geonoise Indonesia

KupraAi