Kelompok 4 (material berpori)

15 September 2015[Kelompok 4 (material berpori)]

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangPada era modern ini, teknologi pengendalian suara telah menjadi perhatian dunia. Teknologi pengendalian suara dibutuhkan untuk mengurangi dampak kebisingan yang dihasilkan oleh suara yang terlalu keras. Untuk itu, dibutuhkan teknologi pengendalian suara yang efektif mengurangi dampak kebisingan yang bisa membahayakan fungsi telinga, khususnya manusia. Salah satu unsur yang menjadi perhatian ialah material penyerap/peredam suara itu sendiri. Material yang banyak digunakan aplikasinya secara luas, salah satunya ialah material berpori. Material ini memiliki kemampuan yang baik dalam menyerap suara yang berlebihan.1.2 Tujuan Mengetahui prinsip kerja material berpori Mengetahui performa dari material berpori Mengetahui jenis-jenis serta contoh material berpori1.3 ManfaatMemudahkan dalam menggunakan material berpori untuk aplikasi tertentu. Dengan begitu, semua orang memahami karakteristik dari material berpori dan mampu menggunakannya dengan tepat.

BAB IITEORI DASAR2.1 Definisi Material BerporiMaterial berporos merupakan suatu material padat yang terdiri dari rongga, saluran, atau celah, sehingga suara dapat masuk melewati material.

Gambar 1.1 Material Berpori dilihat secara mikro

2.2 FungsiBahan peredam suara adalah bahan yang digunakan untuk menghalangi rambatan suara,menyerap gema dan pantulan suara yang tidak di inginkan. Bertujuan untuk mengurangi pantulan yang menyebabkan gema pada sebuah ruangan. Definisi teknisnya ialah bahan yang mampu menyerap energi suara. Bahan peredam serap suara umumnya dipakai untuk mengurangi suara yang memantul dalam sebuah ruangan seperti ilustrasi Gambar 1.2

2.3 Gambar 1. Material Sound Absorbsing

Gambar 1.2 Material Sound AbsorbsingSound absorbsing material berfungsi untuk menyerap atau mengambil energi suara yang berlebihan dalam ruangan. Target utamanya adalah energi pantulan dalam ruangan dikurangi sesuai dengan kebutuhan.

Kegunaan dari adanya peredam suara pada studio musik yaitu : Melindungi telinga dari resiko tuli (cacat pendengaran) efek dari frekuensi tinggi. Menambah kualitas kenyamanan harmonisasi musik (acoustical) terhadap gema, dengung (reverb), dan bising yang berasal dari musik dan pantulan dinding di dalam ruangan. Menahan suara (block) di dalam ruangan sehingga suara mengurangi tingkat kebocoran suara yang keluar. Menyerap gema (acoustical) guna meng-absorb kebisingan suara yang berlebih atau pantulan-pantulan suara. Menambah kualitas suara pada musik sehingga musik dapat didengar dengan jelas dan dapat diserap dengan lebih baik oleh telinga.2.3 Konsep DasarMaterial berpori menyerap sebagian besar energi suaramemukul mereka dan mencerminkan sangat sedikit. Oleh karena itu, suara-menyerap bahan telah ditemukan untuk menjadi sangat berguna untuk mengontrol kebisingan. Mereka digunakan dalam berbagai lokasi: dekat dengan sumber kebisingan (dekat dengan sumber-sumber di motor listrik, misalnya), dalam berbagai jalan (di atas hambatan), dan kadang-kadang dekat dengan penerima (dalam penutup telinga). Berbagai macam bahan menyerap suara ada; mereka menyediakan sifat penyerapan tergantung pada frekuensi, komposisi, ketebalan, permukaan akhir, dan metode pemasangan. Namun, bahan yang memiliki nilai tinggi koefisien penyerapan suara biasanya berpori. Bahan penyerap berpori adalah padat yang mengandung rongga, saluran atau celah sehingga gelombang suara yang bisa masuk melalui mereka. Hal ini dimungkinkan untuk mengklasifikasikan bahan berpori sesuai ketersediaan mereka untuk cairan eksternal seperti udara. Gambar 1.3 menunjukkan penampang skematik dari bahan padat berpori. Mereka pori-pori yang benar-benar terisolasi dari tetangga mereka disebut "tertutup" pori-pori. Mereka memiliki efek pada beberapa sifat makroskopik dari bahan seperti bulk density, kekuatan mekanik dan termalkonduktivitas. Namun, ditutup pori-pori secara substansial kurang efisiendari pori-pori terbuka dalam menyerap energi suara. Di samping itu,"Terbuka" pori-pori memiliki saluran kontinyu komunikasi denganpermukaan eksternal tubuh, dan mereka memiliki pengaruh yang besar padapenyerapan suara. Membuka pori-pori juga bisa "buta" (hanya membukadi salah satu ujung) atau "melalui" (terbuka di kedua ujung). Sebuah konvensi praktis digunakan untuk membuat perbedaan antara porositas dan kekasaran, yang mengasumsikan bahwa permukaan kasar tidak berpori kecuali memiliki penyimpangan yang lebih dalam dari mereka lebar.

Gambar 1.3 Skematik Material Berpori2.4 Jenis-jenis material berporiAda tiga jenis material berpori, antara lain :a. Cellularb. Fibrousc. Granular

Gambar 1.4 Jenis-jenis material berporiGambar 1.4 menunjukkan tiga jenis utama dari suara berpori menyerap bahan, pengaturan mikroskopis khas mereka dan beberapa model fisik yang digunakan untuk menggambarkan mekanisme menyerap mereka. Ketika bahan berpori terkena gelombang suara insiden, molekul udara di permukaan material dan dalam pori-pori material dipaksa bergetar dan, dalam melakukannya, kehilangan beberapa energi asli mereka. Hal ini karena sebagian energi dari udara molekul diubah menjadi panas karena kerugian termal dan kental di dinding pori-pori interior dan terowongan dalam materi. Pada frekuensi rendah, perubahan ini isotermal,sementara pada tinggi frekuensi, mereka adiabatik. Dalam bahan berserat, banyak energi juga dapat diserap oleh hamburan dari serat dan oleh getaran yang disebabkan dalam serat individu. Serat dari bahan bergesekan di bawah pengaruh gelombang suara. Mekanisme penyerapan suara dalam bahan granular massal sangat mirip dengan yang di bahan berpori kaku di mana struktur padat dapat dianggap sebagai idealnya kaku dan stasioner. Kemudianpenyerapan suara yang dihasilkan oleh viskositas udara terkandung di dalam rongga interkoneksi yang memisahkan butiran. Pada frekuensi rendah dan menengah, struktur padat berinteraksi dengan sebagian besar gas melalui proses transfer panas isotermal. Selain itu, hamburan dari butiran juga mempengaruhi penyerapan energi suara dalam materi. Berbagai model telah diajukan untuk menafsirkan perilaku akustik dari bahan menyerap berpori. Model seperti umumnya bertujuan untuk menurunkan konstanta karakteristik propagasi, G, dan impedansi gelombang karakteristik, Z, dari gelombang pesawat dalam bahan menyerap sebagai fungsi dari sifat non-akustik seperti porositas, hambatan aliran udara dan tortuositas.2.5 Performansi Material berporiGambar dibawah ini menunjukkan performa dari material berpori.

Gambar 1.5 Performansi material berpori

Energi akustik dapat dikonversi menjadi panas melalui sejumlah mekanisme. Misalnya,kental tekanan yang disebabkan oleh geser fluida mengubah energi kinetik cairan menjadi panas. Panas ini dapat ditransferdari cairan ke struktur yang solid melalui konduksi panas. Gesekan pada fluida melintasi padat juga menghasilkan panas yang dapat ditransfer dari solid untuk cairan. Dampak gelombang tekanan akustik padastruktur padat dapat menghilangkan energi melalui melenturkan bingkai yang solid.Jika permukaan padat non porous,energi insiden mencerminkan kembali ke lingkungan dan hilang. Namun, jika permukaan yang sangat berpori, sebuah sebagian besar dari gelombang tekanan menembus materi sebelum menghadapi permukaan padat.Refleksi efisien yang sama terjadi, tetapi dalam struktur di mana kemungkinan besar bahwa energi yang dipantulkanakan menghadapi bagian lain dari struktur yang solid sebelum hilang ke lingkungan.Sejumlah tinggi refleksi internal dapat mentransfer energi untuk struktur padat melalui kerugian gesekan dan efisienmenyerap suara. Hamburan ini sangat penting untuk kinerja peredam akustik dibuat dari bahan seperti serat kaca, polimer, dan busa logam. Untuk mencapai sejumlah besar interaksi, gelombang tekanan harus menembus cukup dalam kemateri sehingga tidak segera akan dipantulkan kembali ke udara sekitar. Sebagai ukuran pori berkurang, lebih sedikit energi yang ditransfer kedalam struktur padat dan lebih tercermin dari permukaan, membuat bahan yang kurang berguna sebagai akustikabsorber. Hal ini penting untuk dicatat bahwa tidak semua bahan yang sangat berpori yang cocok sebagai peredam akustik. Jikaberarti jalan bebas dari udara pada urutan yang dari jarak rata-rata antara dinding pori,gelombang tekanan akan tidak dapat efisien menembus materi. Dalam hal ini, bahkan jika materi memiliki-sel terbukastruktur, itu akan melakukan seperti bahan-sel tertutup, dengan aerogels konvensional menjadi contoh utama.Porositas mereka sangat tinggi, dengan khas kekosongan volume 80 sampai 90 persen, tapi pori terbesardiameter rata-rata sekitar 2 sampai 20 nm, pada skala yang sama dengan jalan bebas rata-rata udara.Berikut ini merupakan performa dari material berpori yang ditunjukkan oleh gambar 1.6.

Gambar 1.6 Grafik Performansi Material berporiDapat dilihat dari grafik diatas, bahwa semakin tinggi ketebalan pori, maka semakin tinggi koefisien serapnya (absorpsion coefficient). Jika semakin tipis porinya maka semakin rendah koefisien serapnya.

2.6 Aplikasi material berporiSEAKA FoamSEAKA Foam adalah Polyurethane Closed Cell Foam, SEAKA Foam Terdiri dari 2 Component Material: Component A (Polyol-based resin blends): Primarily comprised of polyols, with smaller amounts of catalysts, blowing agents, flame retardants, and surfactants. Component B ( Isocyanate): Methylene diisocyanate (MDI). Apabila component A & B dicampur akan terjadi reaksi/mengembang dalam beberapa detik dan membentuk foam yang padat (Closed cell).SEAKA Spray Foam:SEAKA Spray Foam digunakan untuk insulasi peredam panas, peredam suara, peredam dingin, mempertahankan suhu ruangan agar tidak boros memakai pendingin ruangan/AC (hemat mengunakan energi listrik). Seaka spray foam paling efektif untuk penyekat suhu, karena menggunakan system semprot, sehingga semua cela-cela yang bisa merambat panas akan terisi oleh foam tersebut.SEAKA Spray Foam dapat diaplikasikan atau dipasang pada semua media seperti: ruang pendingin, atap zincalume, atap onduline, atap asbes, dak beton, gudang pendingin, plafon gypsum, GRC Board, dinding, cold storage, dan lain-lain. Media yang telah disemprot oleh SEAKA Foam akan menjadi lebih tahan lama dan tahan terhadap getaran, sebab semua media akan di ikat oleh foam dan menyatu satu sama lain.SEAKA Foam memiliki daya lekat yang sangat baik pada media. SEAKA Foam bisa di aplikasi/pasang secara Vertikal maupun Horizontal. SEAKA Foam bisa di pasang didalam maupun diluar, tergantung pada kebutuhan insulation10 Keunggulan Insulasi SEAKA Spray Foam1. Spray langsung pada media (bawah/atas; interior/exterior; vertical/horizontal).2. Tidak perlu perawatan.3. Memiliki daya lekat terbaik sehingga tidak copot, awet, dan tahan lama.4. Hasil insulasi tanpa celah dan mengikuti bentuk permukaan5. Anti rayap/serangga/tikus.6. Tidak Iritasi bila bersentuhan langsung pada foam.7. Tidak beracun dan tidak berbahaya bagi kesehatan.8. Sangat ringan sehingga tidak membebani struktur yang ada.9. Proses insulasi sangat cepat, faom kering dalam 10 detik.10. Terasa sejuk karena memiliki nilai K-Value terbaik dibanding semua insulasi yang ada.

Gambar 1.7 Seaka Foam

DAFTAR KEPUSTAKAANJorge P. Arenas and Malcolm J. Crocker. Recend Trends in Porous Sound-Absorbing Materials. Material Reference Issue. 2010Maria A. Kuczmarski and James C. Johnston. Acoustic Absorption in Porous Materials. NASA. Ohio. 2011.http://www.peredampanas.com/1/spray-insulation-acoustic-thermal-sound-insulation/2-polyurethane-spray-foam-insulation.html