Simple Pendulum for Detecting Earthquake Which Can Cause Tsunami

Latar Belakang Masalah
Dewasa ini banyak sekali bencana-bencana alam yang menimpa bumi kita ini. Berbagai macam bencana tersebut terkategori sebagai bencana alam ringan, sedang, dan besar atau dahsyat. Sesuai dengan hakekat bencana alam, bencana ini tentunya berasal dari alam kita sepenuhnya. Hanya saja terdapat banyak factor yang mampu menyebabkan munculnya bencana alam itu sendiri. Bencana alam yang kita kenal seperti banjir, longsor, kebakaran, sangat mungkin disebabkan oleh banyanya kerusakan yang sudah terjadi di muka bumi ini. beberapa waktu yang lalu kita mengadapi bencana alam yang tiada habisnya sehingga mengancam keberadaan pemukiman masyarakat kita, bahkan dapat mengancam kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya.
Seperti yang telah dibahas sebelumnya, bencana alam dapat tergolong sebagai bencana alam ringan, sedang atau besar tetntunya memiliki kriteria-kriteria tertentu sehingga menimbulkan tingkatan-tingkatan bencana alam. Kriteria-kriteria tersebut dapat didefinisikan sebagai pertimbangan bahaya bencana alam yang terjadi. Bencana alam yang menimbulkan bahaya yang besar atau bencana alam yang menimbulkan bahaya yang tidak begitu besar bahkan ringan atau kecil. Kriteria lain yang mungkin adalah akibat yang ditimbulkan oleh bencana alam tersebut.
Bencana alam yang terjadi dapat menimbulkan dampak yang bermacam-macam, dalam berbagai bidang pula. Namun, tidak jarang ketika sebuah bencana alam melanda kita menimbulkan akibat yang besar dan parah ataupun ringan. Tidak jarang pula setiap bencana alam yang terjadi dapat menimbulkan akibat yang beruntun terhadap segala bidang kehidupan. Akibat kerusakan yang ditimbullkan oleh bencana alam tersebut dapat menyebabkan gangguan sistem kehidupan manusia. Berbagai bidang yang mempengaruhi kelangsungan hidup manusia yang bermutu dapat terganggu. Terganggunya salah satu komponen penunjang bidang tertentu dapat mempengaruhi keberlangsungan bidang lainnya. Kerusakan akibat bencana alam dapat menimbulkan gangguan pada sistem perekonomian warga masyarakat, belum lagi kebutuhan akan sandang dan pangan yang terganggu pula.
Kendala yang dihadapi setelah terjadinya bencana alam tentunya sangatlah tidak diinginkan. Namun, terkadang kita tidak pernah memperhatikan detail kecil yang justru menandai akan terjadinya sebuah bencana alam. Seperti banyak yang terjadi, bencana alam seperti banjir yang melanda berbagai kota di negara kita. Tak lain penyebab bencana alam tersebut salah satunya adalah kelalaian manusia terhadap kondisi lingkungan. Sehingga tidak mampu meminimalisir akibat bencana yang ditimbulkan.
Usaha-usaha untuk meminimalisir akibat bencana alam dapat dilakukan sebelum ataupun sesudah terjadinya bencana. Mencegah sebuah akibat bencana yang besar tentunya akan lebih baik. Salah satunya dengan menggunakan pendeteksi akan terjadinya bencana alam. Dengan mengetahui gejala-gejala terjadinya bencana alam tentunya dapat meminimalkan akibat bencana yang ditimbulkan. Terutama akibat bencana yang banyak menimbulkan ganguan dalam proses kehidupan sosial.
Karya ilmiah ini berusaha untuk membantu memberi peringatan awal terhadap bencana gempa bumi yang berpotensi menimbulkan tsunami. Dengan harapan dapat meminimalkan akibat bencana yang menimpa.

Rumusan Masalah
Karya ini seperti yang telah kita ketahui sebelumnya bertujuan untuk mendeteksi gempa yang berpotensi menjadi tsunami. Karya ini didasari oleh beberapa masalah yaitu :
Bagaimana caranya meminimalisir korban akibat tsunami ?
Bagaimana caranya memberi peringatan bahaya tsunami kepada masyarakat disekitar pantai?
Bagaimana caranya membuat alat peringatan adanya tsunami ?
Alat dan bahan apa saja yang di butuhkan untuk membuat alat peringatan tsunami?

Tujuan dan Kegunaan Penelitian
Suatu alat dibuat karna suatu tujuan . Tujuan utama kami membuat alat ini adalah untuk memperingatkan warga atau masyarakat sekitar akan adanya bahaya tsunami. Hal ini ditujukan agar masyarakat dapat mempersiapkan diri dengan baik apabila terjadi tsunami, sehingga tidak memakan banyak korban jiwa.

Kajian Pustaka
1. Gempa Bumi
1.1. Pengertian Gempa Bumi
Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi. Gempa bumi bisa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi). Kata gempa bumi juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya kejadian gempa bumi tersebut. Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan.
1.2 . Gempa bumi diklasifikasikan menjadi dua tipe berdasarkan penyebab terjadinya, yaitu :
1.2.1. Gempa bumi vulkanik disebabkan oleh karena adanya aktivitas gunung berapi akibat magma yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi. Gempa bumi tersebut hanya terasa disekitar gunung berapi tersebut.
1.2.2 Gempa bumi tektonik disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng-lempeng terktonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempa bumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar ke seluruh bagian bumi. Gempa bumi tektonik disebabkan oelh pelepasan (tenaga) yang terjadi karena pergeseran lempengan plat tektonik seperti layaknya gelang karet ditarik dan dilepaskan tiba-tiba. Tenaga yang dihasilkan oleh tekanan antara batuan dikenal sebagai kecacatan tektonik. Teori dari lempeng tektonik menjelaskann bahwa bumi terdiri dari beberapa lapisan batuan, sebagian besar arean dari lapisan kerak itu akan hanyut dan mengapung di lapisan seperti salju. Lapisan tersebut bergerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan bertabrakan satu sama lainnya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya gempa bumi tektonik.
1.3. Magnitudo Gempa Bumi
Magnitudo gempa adalah sebuah besaran yang menyatakan besarnya energi seismik yang dipancarkan oleh sumber gempa. Besaran ini akan berharga sma, meskipun dihitung dari tempat yang berbeda. Skala yang kerap digunakan untuk menyatakan magnitudo gempa ini adalah Skala Richter (Richter Scale). Secara umum, magnitudo dapat dihitung menggunakan formula berikut:

dengan M adalah magnitudo, a adalah amplitudo gerakan tanah (dalam mikrometer), T adalah periode gelombang, Δ adalah jarak pusat gempa atau episenter, h adalah kedalaman gempa, CS, dan CR adalah faktor koreksi yang bergantung pada kondisi lokal & regional daerahnya.
Selain Skala Richter diata, ada beberapa definisi magnitudo yang dikenal dalam kajian gempa bumi adalah MS yang diperkenalkan oleh Guttenberg menggunakan fase gelombang permukaan gelombang Rayleigh, mb (body waves magnitudo) diukur berdasar amplitudo gelombang badan, baik P maupun S.
Magnitudo lokal ML diperkenalkan oleh Richter untuk mengukur magnitudo gempa-gempa lokal, khususnya di California Selatan. Nilai amplitudo yang digunakan untuk menghitung magnitudo lokal adalah amplitudo maximum gerakan tanah (dalam mikron) yang tercatat oleh seismograph torsi (torsion seismograph) Wood-Anderson, yang mempunyai periode natural = 0,8 sekon, magnifikasi (perbesaran) = 2800, dan faktor redaman = 0,8. Jadi formula untuk menghitung magnitudo lokal tidak dapat diterapkan di luar California dan data amplitudo yang dipakai harus yang tercatat oleh jenis seismograph di atas.
Magnitudo gempa yang diperoleh berdasar amplitudo gelombang badan (P atau S) disimbulkan dengan mb. Dalam prakteknya (di USA), amplitudo yang dipakai adalah amplitudo gerakan tanah maksimum dalam mikron yang diukur pada 3 gelombang yang pertama dari gelombang P (seismogram periode pendek, komponen vertikal), dan periodenya adalah periode gelombang yang mempunyai amplitudo maksimum tersebut. Sudah tentu rumus yang dipakai untuk menghitung mb ini dapat digunakan disemua tempat (universal). Tapi perlu dicatat bahwa faktor koreksi untuk setiap tempat (stasiun gempa) akan berbeda satu sama lain.
Magnitudo yang diukur berdasar amplitudo gelombang permukaan disimbulkan dengan MS. secara praktis (di USA) amplitudo gerakan tanah yang dipakai adalah amplitudo maksimum gelombang permukaan, yaitu gelombang Rayleigh (dalam mikron, seismogram periode panjang, komponen vertikal, periode 20 ± 3 sekon) dan periodenya diukur pada gelombang dengan amplitudo maksimum tersebut.
Dalam menentukan magnitudo, tidak ada keseragaman materi yang dipakai kecuali rumus umumnya, yaitu persamaan diatas tadi. Untuk menentukan mb misalnya, orang dapat memakai data amplitudo gelombang badan (P dan S) dari sebarang fase seperti P, S, PP, SS, pP, sS (yang jelas dalam seismogram). Seismogram yang dipakaipun dapat dipilih dari komponen vertikal maupun horisontal (asal konsisten). Demikian juga untuk penentuan MS. Oleh karena itu, kiranya dapat dimengerti bahwa magnitudo yang ditentukan oleh institusi yang berbeda akan bervariasi, walaupun mestinya tidak boleh terlalu besar.
Namun demikian, tampaknya ada hubungan langsung antara mb dan MS, yang secara empiris ditulis sebagai:
mb = 0.56MS + 2,9
1.4. Energi Gempa Bumi
Kekuatan gempa disumbernya dapat juga diukur dari energi total yang dilepaskan oleh gempa tersebut. Energi yang dilepaskan oleh gempa biasanya dihitung dengan mengintegralkan energi gelombang sepanjang kereta gelombang (wave train) yang dipelajari (misal gelombang badan) dan seluruh luasan yang dilewati gelombang (bola untuk gelombang
badan, silinder untuk gelombang permukaan), yang berarti mengintegralkan energi keseluruh ruang dan waktu. Berdasar perhitungan energi dan magnitudo yang pernah dilakukan, ternyata antara magnitudo dan energi mempunyai relasi yang sederhana, yaitu:
Log E = 4,78 + 2,57mb
dengan satuan energi adalah dyne.cm atau erg. Berdasar persamaan tersebut, kenaikan magnitudo gempa sebesar 1 skala richter akan berkaitan dengan kenaikan amplitudo yang dirasakan disuatu tempat sebesar 10 kali, dan kenaikan energi sebesar 25 sampai 30 kali. Untuk mendapatkan gambaran seberapa besar energi yang dilepaskan pada suatu kejadian gempa, kita dapat menggunakan persamaan di atas untuk menghitung energi gempa yang mempunyai magnitudo mb = 6.8. Perhitungan energi ini akan menghasilkan angka sebesar 1022 erg = 1015 joule = 278 juta kWh. Angka ini mendekati energi listrik yang dihasilkan oleh generator berkekuatan 32 mega watt selama 1 tahun. Jadi untuk gempa dengan magnitudo 7.8, energinya menjadi kurang lebih 30 kali lipat dari itu (30 x 278 juta kWh).
Berdasarkan hasil analisis terhadap data gempa bumi yang tercatat selama 100 tahun pengamatan terakhir, dapat disusun peta zona gempa yang didalamnya sudah tercakup frekuensi kejadian gempa dan skala besaran gempa sesuai dengan zona kegempaannya.
Peta Zona gempa adalah peta yang menggambarkan besarnya koefisien gempa pada suatu daerah yang sesuai dengan besaran kegempaannya.
Untuk keperluan perencanaan dan perancangan infrastruktur di Indonesia, telah disusun Peta Zona Gempa dengan menerapkan fungsi rayapan gelombang gempa Fukushima dan Tanaka (1990):

log PHA= 0,41 ×MS – log (r+0,030 x 〖10〗^(0.41×MS) ) – 0,0033r + 1,28
r=√(d^2+h^2 )
dengan,
PHA = percepatan gempa horisontal maksimum (gals),
MS = magnitude gempa
d = jarak episentrum (km), misalkan d ≤ 40 km
h = kedalaman gempa, diambil 30 km,
r = jarak hiposentrum terdekat.
1 gals = 0,01 m/s2

2. Tsunami
2.1 Pengertian Tsunami
Tsunami adalah perpindahan badan air yang disebabkan oleh perubahan permukaan laut secara vertikal dengan tiba-tiba. Perubahan permukaan laut tersebut bisa disebabkan oleh gempa bumi yang berpusat di bawah laut, letusan gunung berapi bawah laut, longsor bawah laut, atau atau hantaman meteor di laut. Gelombang tsunami dapat merambat ke segala arah. Tenaga yang dikandung dalam gelombang tsunami adalah tetap terhadap fungsi ketinggian dan kelajuannya. Di laut dalam, gelombang tsunami dapat merambat dengan kecepatan 500-1000 km per jam. Setara dengan kecepatan pesawat terbang. Ketinggian gelombang di laut dalam hanya sekitar 1 meter. Dengan demikian, laju gelombang tidak terasa oleh kapal yang sedang berada di tengah laut. Ketika mendekati pantai, kecepatan gelombang tsunami menurun hingga sekitar 30 km per jam, namun ketinggiannya sudah meningkat hingga mencapai puluhan meter. Hantaman gelombang Tsunami bisa masuk hingga puluhan kilometer dari bibir pantai. Kerusakan dan korban jiwa yang terjadi karena Tsunami bisa diakibatkan karena hantaman air maupun material yang terbawa oleh aliran gelombang tsunami.
2.2 Penyebab terjadinya Tsunami
Tsunami dapat terjadi jika terjadi gangguan yang menyebabkan perpindahan sejumlah besar air, seperti letusan gunung api, gempa bumi, longsor maupun meteor yang jatuh ke bumi. Namun, 90% tsunami adalah akibat gempa bumi bawah laut. Dalam rekaman sejarah beberapa tsunami diakibatkan oleh gunung meletus, misalnya ketika meletusnya Gunung Krakatau.
Gerakan vertikal pada kerak bumi, dapat mengakibatkan dasar laut naik atau turun secara tiba-tiba, yang mengakibatkan gangguan keseimbangan air yang berada di atasnya. Hal ini mengakibatkan terjadinya aliran energi air laut, yang ketika sampai di pantai menjadi gelombang besar yang mengakibatkan terjadinya tsunami.
Kecepatan gelombang tsunami tergantung pada kedalaman laut di mana gelombang terjadi, dimana kecepatannya bisa mencapai ratusan kilometer per jam. Bila tsunami mencapai pantai, kecepatannya akan menjadi kurang lebih 50 km/jam dan energinya sangat merusak daerah pantai yang dilaluinya. Di tengah laut tinggi gelombang tsunami hanya beberapa cm hingga beberapa meter, namun saat mencapai pantai tinggi gelombangnya bisa mencapai puluhan meter karena terjadi penumpukan masa air. Saat mencapai pantai tsunami akan merayap masuk daratan jauh dari garis pantai dengan jangkauan mencapai beberapa ratus meter bahkan bisa beberapa kilometer.
Gerakan vertikal ini dapat terjadi pada patahan bumi atau sesar. Gempa bumi juga banyak terjadi di daerah subduksi, dimana lempeng samudera menelusup ke bawah lempeng benua.
Tanah longsor yang terjadi di dasar laut serta runtuhan gunung api juga dapat mengakibatkan gangguan air laut yang dapat menghasilkan tsunami. Gempa yang menyebabkan gerakan tegak lurus lapisan bumi. Akibatnya, dasar laut naik-turun secara tiba-tiba sehingga keseimbangan air laut yang berada di atasnya terganggu. Demikian pula halnya dengan benda kosmis atau meteor yang jatuh dari atas. Jika ukuran meteor atau longsor ini cukup besar, dapat terjadi megatsunami yang tingginya mencapai ratusan meter.
Gempa yang menyebabkan tsunami
Gempa bumi yang berpusat di tengah laut dan dangkal (0 – 30 km)
Gempa bumi dengan kekuatan sekurang-kurangnya 6,5 Skala Richter
Gempa bumi dengan pola sesar naik atau sesar turun

Metodologi
Untuk dapat melaksanakan penelitian dengan baik, tentunya diperlukan data-data yang akurat, baik dari lapangan pengamatan ataupun dari sumber-sumber lain yang sudah tersedia.
Pada penelitian ini, kita lebih banyak menggunakan metode percobaan sebagai dasar dalam membuat alat ini. Percobaan ini didasari pada teori gerak harmonik sederhana, lebih jelasnya akan dibahas lebih rinci pada pembahasan dibawah ini.

log⁡〖PHA=0,41.Ms-log⁡〖(r+0,030×〖10〗^(0,41.Ms) 〗 〗)-0,0033r+1,28
=0,41.Ms-log⁡〖(50+0,030 × 〖10〗^0,41.6– 0,0033r + 1,28〗)
=2,46-log⁡〖(50+8,625)- 0,0033.50+1,28〗
=2,46-log⁡58,652-0,165+1,28
=2,46-1,768-0,165+1,28
log⁡〖PHA=1,807〗
PHA = 64,12 gals
=0,6412 m.s-2

Diketahui :
Ms = 6 SR
r=√(d^2+h^2 )
r=√(〖40〗^2+〖30〗^2 )
r=50 km

Sistematika Pembahasan
Sistematika pembahasan yang digunakan pada proposal penelitian ini, yaitu :
Latar Belakang
Pada Bab ini berisi tentang penjelasan-penjelasan alasan akademik memilih permasalahan tertentu sehingga dipandang menarik dan penting untuk diteliti. Pada Bab ini dijabarkan beberapa pemikiran tentang pemilihan dari topik pemabahasan kita kali ini.
Rumusan Masalah
Pada Bab ini berisi tentang pertanyaan-pertanyaan sehubungan dengan topik permasalahan yang hendak dicari jawabannya dengan percobaan-percobaan yang akan dilakukan.
Tujuan dan Kegunaan Penelitian
Pada Bab ini berisi penjelasan-penjelasan yang lebih spesifik mengenai tujuan yang akan dicapai dan manfaat atau kegunaan bagi ilmu pengetahuan.
Kajian Pustaka
Pada Bab ini berisi uraian-uraian tentang tinjauan secara kritis hasil penelitian terdahulu tentang persoalan yang akan dikaji dan ditulis. Peneliti mengemukakan dan menunjukan dengan pasti bahwa masalah yang akan dibahas belum pernah diteliti orang lain sebelumnya. Tujuan kajian pustaka adalah untuk menunjukan bahwa penelitian yang akan dilakukan itu merupakan sesuatu yang baru.
Metodologi
Pada Bab ini penjelasan mengenai metode pengumpulan data, analisa data yang akan digunakan dalam penelitian.
Sistematika Pembahasan
Pada Bab ini berisi alur penulisan antara satu bagian dengan bagian yang lainnya.
Jadwal Penelitian
Pada Bab ini berisi tentang urutan kegiatan penelitian yang akan diakukan dari awal hingga selesai seluruhnya.
Daftar Pustaka
Pada Bab ini berisi tentang sumber-sumber mana saja yang digunakan dalam mencari pembahasan atau untuk menyelesaiakan topik permasalahan.
Identitas Peneliti
Pada Bab ini berisi tentang identitas para peneliti untuk memperjelas kepemilikan penelitian.

Daftar Pustaka
http://id.wikipedia.org/wiki/Tsunami
http://dvdpic.wordpress.com/2009/10/13/definisi-skala-richter-pada-gempa-bumi/
http://www.gurumuda.com

Identitas / Biodata Peneliti
Nama : Putu Widyarani Kusumadewi
NIS : 12055
Tempat Tanggal Lahir : Sleman, 29 Oktober 1994
Alamat : Jalan Tluki I / 163 Perumnas Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta
No. Telepon : 085640415932

Nama : Renaning Rahmantya Wahyudi
NIS : 12056
Tempat Tanggal Lahir : Yogyakarta, 16 Februari 1995
Alamat : Tegalkenongo Tirtonirmolo No.65 RT02 RW08 Kasihan Bantul
No. Telepon : 085729346108

Nama : Ade Fadil Fajargumelar
NIS : 12060
Tempat Tanggal Lahir : Yogyakarta, 5 November 1993
Alamat : Pilahan Kidul kg I No.869, Rejowinangun,
Kotagede, Yogyakarta
No. Telepon : 085727561664

Nama : Ishak Hilton Pujantoro Tnunay
NIS : 12063
Tempat Tanggal Lahir : Yogyakarta, 13 Maret 1994
Alamat : Jalan Mangga No.49 A Maguwoharjo
No. Telepon : 085743455660

About ishakhiltonpt

I am an Electrical Engineer who graduated from Universitas Gadjah Mada in 2015. My research interests are formation control system, nonlinear control, path planning, robotics and UAV.
This entry was posted in Research. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s