Penelitian – Balikpapan, Lautan dengan segala macam fenomena yang ada di dalamnya tak pernah habis untuk digali dan dibahas. Fenomena-fenomena ini muncul dari adanya interaksi antara permukaan laut dengan atmosfer, contohnya pertukaran gas, induksi angin, dan sebagainya. Deformasi yang terjadi antara permukaan laut dan atmosfer salah satunya menghasilkan propagasi gelombang permukaan. Gelombang ini memainkan peran vital dalam hidrodinamika baik skala kecil maupun besar yang berkaitan dengan proses pantai seperti transpor sedimen, pembentukan arus, perubahan garis pantai, dan sebagainya.
Simulasi bangkitan gelombang memerlukan penelitian yang bertahap dan validasi berulang. Proses ini salah satunya dilakukan melalui rancang bangun wave tank yang merupakan wahana simulasi dengan menciptakan lingkungan laut buatan di dalam sebuah tangki. Untuk menunjang kualitas pembelajaran di bidang Teknik Kelautan, telah dirancang sebuah WTOP-1: Wave Tank Ocean Prototype -1 sebagai alat peraga yang dapat mensimulasi hempasan gelombang pada berbagai tipe bangunan pelindung pantai seperti sea walls, revertments, break water, dan sebagainya dengan slope tertentu yang dapat disesuaikan
Tinggi gelombang signifikan di Indonesia sebagaimana dipaparkan oleh Rizal (2022) bervariasi di berbagai tempat dan waktu. Melalui pengolahan data gelombang akibat bangkitan angin selama tahun 1991 – 2015, diketahui bahwa rerata gelombang signifikan tertinggi mampu mencapai 1-2.75 m pada Mei-September untuk bagian Samudera Hindia dan mencapai 1.5 – 2 m pada Desember – Februari di perairan Natuna. Sementara untuk perairan yang lebih tertutup umumnya tinggi gelombang lebih kecil yaitu 0.5 – 1.25 m untuk Selat Karimata, 1.25 – 1.5 m untuk utara Papua dan Halmahera, serta 0.75 – 1.25 m untuk Laut Maluku. Perairan Selat Makassar yang cenderung tertutup memiliki rerata tinggi gelombang di bawah 1 m sepanjang tahun dimana angka tertinggi muncul pada bulan Agustus dengan tinggi 0.75 m (Rizal, 2022). Informasi terkait variasi tinggi gelombang ini menjadi masukan dalam proses desain wave tank agar menyerupai kondisi perairan di Indonesia.
Proses Instalasi dan Uji Coba Wave Tank
WTOP-1: Wave Tank Ocean Prototype -1 dibangun dengan dimensi 110 x 35 x 35 cm dan dilengkapi unit pembangkit gelombang, sensor, dan perekam data parameter gelombang berbasis Arduino Uno. Dengan menggunakan data kedalaman perairan rata-rata di Indonesia, tinggi gelombang yang disimulasikan yaitu setinggi 0.5 m, 1 m, 1.5 m, dan 2 m dan kemudian dikonversi dengan menggunakan perhitungan skala pemodelan 1 : 100 untuk mendapatkan tinggi gelombang simulasi pada wave tank. Pada sebuah konfigurasi wave tank, elevasi permukaan air dan cepat rambat gelombang diatur dengan sebuah wave maker. Melalui gelombang yang merambat, akan diukur parameter tinggi signifikan (Hs), periode (T), serta responnya terhadap struktur bangunan laut yang ditempatkan di depan gelombang. Parameter gelombang yang dihasilkan wave tank kemudian divalidasi dengan pemodelan numerik pada perangkat lunak sehingga diketahui tenaga pembangkit optimum dan iterasi antara hasil di wave tank dan simulasi numerik.
Sistem Sensor Tinggi Gelombang
Produk WTOP-1: Wave Tank Ocean Prototype-1 merupakan tahap awal dari rencana pengembangan wave tank. Ke depannya, dibutuhkan beberapa peningkatan yakni di bagian pengaturan kekuatan bangkitan gelombang, validasi numerik, desain sistem penyerapan energi gelombang di ujung dan tepian wave tank, perbaikan sensor, perpanjangan tangki, serta pembuatan miniatur bangunan-bangunan pantai agar desain yang sudah ada dapat dieksplorasi lebih lanjut. Eksplorasi ini harapannya akan berlanjut pada WTOP-2 yang direncanakan tahun mendatang.
LPPM - Institut Teknologi Kalimantan