STUDI POTENSI METODE EMISI AKUSTIK UNTUK MENDETEKSI KEBOCORAN PADA PIPA DISTRIBUSI AIR

RANDY FRANS FELA, Sentagi Sesotya Utami; Gea Oswah Fatah Parikesit

2015 | Skripsi | S1 FISIKA TEKNIK

Jumlah kehilangan air di Indonesia rata-rata sebanyak 31% dari total produksi air minum nasional sebesar 127.000 liter/detik. Penyebab utama kehilangan air di antaranya adalah keretakan dan kebocoran pipa distribusi yang umumnya sudah berusia tua. Sementara itu, metode deteksi kebocoran yang telah ada seperti perhitungan volume dari hasil pengukuran ultrasonic flowmeter dengan watermeter, sounding, dan sensus pelanggan dianggap masih kurang efektif dan efisien. Penelitian ini dikerjakan dengan pemodelan dan simulasi komputer untuk mengetahui potensi metode emisi akustik untuk mendeteksi kebocoran pada pipa distribusi air. Simulasi dilakukan pada 7 tipe material yang diberi variasi tekanan P (0,5 bar, 1 bar, dan 1,5 bar) dan diameter lubang d (5 mm, 10 mm, 15 mm). Model sumber gaya Hora - Cervena digunakan untuk mewakili nilai-nilai gaya. Solusi Stoke untuk kasus berupa gaya terkonsentrasi pada sumber titik digunakan sebagai penyelesaian persamaan gelombang elastis. Hasil menunjukkan bahwa nilai amplitudo u_ij (x,t) dan jarak optimum pengukuran r_opt memiliki hubungan berbanding terbalik terhadap kecepatan rambat gelombang c=(Alfa atau Beta). Amplitudo gelombang S memiliki nilai negatif disebabkan oleh Gamma_i x Gamma_j-Delta Kronecker_ij. Dari data sensitivitas sensor yang ada dan hasil turunan amplitudo perpindahan, didapatkan amplitudo tegangan v(x,t). Selanjutnya dengan proses dekonvolusi didapatkan respon instrumen i_k (x,t).

Water losses in the distribution system of Indonesia public water system reaches up to 31% of the total production, which is 127,000 liters/second. The main pipe breaks and leaks are the most common cause. Meanwhile, the leak detection by using comparation of the difference calculation between ultrasonic flowmeter and water meter, sounding method, and customers census have been less effective and efficient. Acoustic emission method is one of the piping leak detections that rarely applied to water distribution pipes. Simulations were performed on seven types of material using variation of pressure P (0.5 bar, 1 bar, and 1.5 bar) and diameter of hole d (5 mm, 10 mm, 15 mm). Source force models from Hora - Cervena is used to represent the values of force. Stokes solution for point source concentrated force in unbounded homogenous medium was used to solve the elastic wave equation. The results have shown that the amplitude value u_ij (x,t) and the optimum distance measurement r_opt both are an inverse from the velocity of wave propagation c=(Alfa or Beta). S-wave has a negative amplitude value due to Gamma_i x Gamma_j-Kronecker Delta_ij. According to the existing data of sensor sensitivity and from derivation of amplitude displacement U(x,t), the voltage amplitude v(x,t) has been obtained. Furthermore, the instrument response i_k (x,t) has been obtained by applying deconvolution process of v(x,t) and U(x,t).

Kata Kunci : kebocoran pipa air, emisi akustik, gelombang elastis, amplitudo, respon instrumen