RENANG IKAN
WAZIR MAWARDI
SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Desain dan Konstruksi Tangki Mini Berarus (Mini Flume Tank) Untuk Penelitian Tingkah Laku Renang Ikan adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun dan ke perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Januari 2012
WAZIR MAWARDI Design and Construction of Mini Flume Tank for Fish Swimming Behaviour Experiment, Supervised by ARI PURBAYANTO, MULYONO S BASKORO, DANIEL R MONINTJA and BUDHI HASCARYO ISKANDAR
This research is carried out to design and construct mini flume tank that is reliable and ideal used for fish swimming behavior experiment through a series testing the flume tank for its technical performance. The mini flume tank has a maximum water velocity 85 cm/s (1.7 knots), with dimensions of 250 x 135 x 55 cm, and water capacity 155 litres. Based on the operation test, field observation on the tanks was clearly visible due to minimal air bubbles in the water flow. The observations for fish swimming behaviour experiment could be conducted from the two view fields (top and side) that allow observation of swimming endurance and fish tail flick easily. The water velocity visually was in laminar category at each level of the tested flow speeds.
The rpm of motor was relatively stable for more than 200 minutes. The motor temperature was below 60oC at frequency of 10 to 40 Hz. At frequency of 50 Hz the temperature reached 60 °C in 25 minutes and stable at 73oC after an hour. Water temperature changes during the test for more than 200 minutes at different speeds which have differences of 0.2 to 1.8 oC. The test result showed that the mini flume tank performance was reliable and ideal used for fish swimming behavior experiment.
Flume Tank) Untuk Penelitian Tingkah Laku Renang Ikan. Dibimbing oleh ARI PURBAYANTO, MULYONO S BASKORO, DANIEL R MONINTJA and BUDHI HASCARYO ISKANDAR
Pengetahuan atau data mengenai pola renang dan kecepatan renang ikan sangatlah diperlukan dalam kegiatan merancang alat penangkapan ikan dan menentukan metode operasi penangkapan ikan seperti pada alat tangkap pukat cincin dan pukat kantong. Tangki mini berarus adalah salah satu sarana untuk mengetahui dan mengukur kecepatan renang ikan. Sejauh ini di Indonesia belum ada flume tank yang memadai dan cukup handal untuk penelitian tingkah laku renang ikan. Tujuan khusus penelitian ini mencakup: 1) Merancang bangun tangkiminiberarus (mini flume tank) untuk keperluan penelitian tingkah laku renang ikan. 2) Menguji unjuk kerja mini flume tank yang telah dibangun dan 3) Menguji tingkah laku renang ikan seperti swimming endurancedantail beat frquency sehingga hasil uji dapat dianalisis secara ideal.
Penelitian dilaksanakan pada Bulan September 2009 hingga Januari 2011 di Laboratorium Tingkah Laku Ikan, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertnian Bogor.
Untuk mengetahui unjuk kerja mini flume tank yang telah dibuat tersebut dilakukan pengujian terhadap keragaan teknis dan ketahanan (durability) motor penggerak. Setelah pengujian kinerja flume tank dilakukan pengujian untuk mengobservasi tingkah laku renang ikan.
Kesimpulan hasil penelitian meliputi 1) Mini flume tank yang telah dikonstruksi memiliki dimensi 250 x 135 x 55 cm3dengan kapasitas 155 liter air, serta kecepatan arus berkisar antara 0 hingga 85 cm/det (1,7 knot). 2) Cermin pemantul, air bubble eliminator dan perata arus (flow straigtener) yang dikonstruksi berhasil menunjukkan kinerja yang baik 3) Selama uji teknis dilakukan, arus yang terjadi pada setiap tingkat kecepatan yang dicobakan secara visual tampak cukup laminar. 4) Unjuk kerja (durability) motor penggerak adalah sebagai berikut; a) Suhu motor telah mencapai stabil di bawah 60 oC untuk frekuensi 10 Hz sd 40 Hz, dan 73oC untuk frekuensi 50 Hz, setelah kurang 100 menit motor hidup b) Setelah lebih dari 200 menit motor hidup,rpm motor relatif stabil dan pada tingkat rpm berbeda perubahan suhu air hanya 0,2 hingga 1,8oC. 5) Pengujian terhadapswimming enduranceikan dapat dilakukan dengan baik.
Hasil pengujian terhadap aspek-aspek kecepatan renang ikan adalah: a) Semakin tinggi kecepatan renangnya maka semakin tinggi pula frekuensitail beat dan sebaliknya ketahanan renangnya makin rendah. b) Kecepatan prolong maksimum dicapai ikan pada kecepatan renang relatif sebesar 29,2 cm/detik. c) Dengan memperkirakan durasi kecepatan renang lompatan ikan kerapu tikus tidak lebih dari 10detik, maka kecepatanburst speed dicapai pada saat kecepatan renang sebesar 80,8 cm/detik, d) Pola renang dari ikan kerapu tikus yang diamati adalah Subcarangiform, e) Saat kecepatan tinggi, ikan kerapu tikus berenang menggunakan hanya sirip ekor saja, sedangkan pada kecepatan yang rendah, selain ekor ikan ini juga menggunakan sirip dadanya.
lanjut agar juga dapat digunakan untuk menguji konsumsi oksigen oleh ikan pada saat berenang pada kecepatan yang diinginkan.
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
RENANG IKAN
WAZIR MAWARDI
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Teknologi Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dosen Departemen PSP, FPIK-IPB
2. Dr. Ir. Mohammad Imron, M.Si. Dosen Departemen PSP, FPIK-IPB
Penguji Luar Komisi Pembimbing pada Ujian Terbuka: 1. Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr.
Dosen Departemen TMB, Fateta-IPB
Nama : Wazir Mawardi
Nomor Pokok : C561020021
Program Studi : Teknologi Kelautan
Disetujui: Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Ir. Ari Purbayanto, M.Sc.) (Prof. Dr. Ir. Mulyono S. Baskoro, M.Sc.)
Ketua Anggota
(Prof. Dr. Ir. Daniel R. Monintja) (Dr. Ir. Budhi H. Iskandar, M.Si.)
Anggota Anggota
Diketahui,
Program Studi Teknologi Kelautan Sekolah Pascasarjana IPB
Ketua, Dekan,
Prof. Dr. Ir. Mulyono S. Baskoro, M.Sc. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga disertasi ini telah berhasil diselesaikan. Disertasi berjudul ” Desain dan Konstruksi Tangki Mini Berarus (Mini Flume Tank) Untuk Penelitian Tingkah Laku Renang Ikan” disusun berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan di Laboratorium Tingkah Laku Ikan, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, FPIK-IPB, Bogor.
Disertasi ini menghasilkan mini flume tank , yaitu sebuah tangki berarus yang handal dan sangat dibutu hkan untuk penel itian tingka h laku renan g ikan skala labora toriu m khusus nya dan peneli tian -peneli tian lain yang membut uhkan tanki beraru s dalam kajian nya.
Semoga disertasi ini dapat menjadi bahan pertimbangan berbagai pihak dalam pengembangan mini flume tank dan penelitian-penelitian tingkah laku renang ikan dan dapat memperkaya keilmuan dalam bidang tingkah laku ikan. Kritik dan saran untuk penyempurnaan disertasi ini sangat diharapkan.
Bogor, Januari 2012
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Ari Purbayanto, M.Sc., Prof. Dr. Mulyono S. Baskoro, M.Sc., Prof. Dr. Daniel R. Monintja, dan Dr. Ir. Budhi H. Iskandar, M.Si. selaku dosen pembimbing yang telah membimbing penulis dalam menyusun disertasi ini.
2. Prof. Dr. Ir. Bambang Murdiyanto, M.Sc., dan Dr. Ir. Mohammad Imron, M.Si. selaku Penguji luar komisi pada Ujian Tertutup.
3. Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr., dan Dr. Ir. Agus S. Atmadipoera, DESS. selaku Penguji Luar Komisi Pembimbing pada Ujian Terbuka.
4. Dekan Sekolah Pascasarjana IPB beserta staf. 5. Ketua Program Studi TKL SPS IPB beserta staf. 6. Dekan FPIK-IPB beserta staf.
7. Ketua Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan FPIK IPB. 8. Teman Sejawat di Departemen PSP-FPIK IPB.
9. Rekan-rekan Mahasiswa TKL.
10. Rekan-rekan di MOBA, Fiska, Hamba, Panji dan Dini. 11. Eko SY,Angga dan Ibnu di Lab TLI.
12. Furqan “Golo”.
13. Yuli Hartini istriku dan si ‘cantik’ Lia putriku yang tercinta.
14. Kakak-kakaku; Saardi, Satria ‘Inyik’, Marni ‘Atom’, Nurhayati, Darmawati, Hanif dan Wizra.
15. “Inyik” Ishak Ibrahim SH dan “Etek” Umamah. 16. Ibu Hen, Um Iwan dan Ari.
17. Sabihis, P. Pramuka.
18. Kang Yana "Danru 315” dan rekan. 19. Uda Irzal dan Mbak Mia di BDP.
Penulis, Wazir Mawardi adalah anak bungsu dari sebelas bersaudara yang diilahirkan di Sungai Puar, Bukittinggi Propinsi Sumatera Barat pada tanggal 25 Juni 1965. Buah kasih dari Ayah Mawardi Dt. Batuah (alm) dan Ibu ‘Aisyah (almh). Telah menikah dengan Ir Yuli Hartini pada tahun 1993, dan telah dikaruniai satu orang putra yaitu Wazir Qarnaen (alm) dan satu orang putri yaitu Rizky Amalia Putri.
Pendidikan formal penulis dimulai dari SD Negeri Blok D III Petang, Jakarta Selatan, lulus tahun 1977. Pendidikan menengah pertama di SMP Negeri 11 Jakarta Selatan dan lulus pada tahun 1982. Pendidikan lanjutan atas di SMA Negeri 46 Jakarta Selatan dan lulus tahun 1984. Penulis masuk IPB pada tahun 1984 melalui jalur PMDK dan lulus pada tahun 1990 sebagai sarjana dari Jurusan Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan IPB. Pada tahun 1993 penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang S2 pada Program Studi Teknologi Kelautan, Program Pascasarjana IPB dengan bantuan beasiswa BPPS DIKTI, dan lulus sebagai Magister Sain pada tahun 1997. Tahun 2002 penulis kembali diterima sebagai mahasiswa S3 di program studi dan dengan beasiswa yang sama, dan dinyatakan lulus pada bulan Januari 2012. Selama studi S3 penulis telah menyusun 2 buah karya tulis dengan judul: ”Rekayasa Tangki Mini Berarus (Mini Flume Tank) Untuk Penelitian Tingkah Laku Renang Ikan” yang telah diterbitkan pada Bulletin PSP Vol XIX No.1 April 2011 p.141-149 dan “Performa Renang Ikan (Fish Swimming Performance) Ikan Kerapu Bebek (Cromileptes altivelis) yang akan diterbitkan pada Bulletin PSP Vol XX No. April 2012.
DAFTAR ISI
3 METODOLOGI UMUM PENELITIAN ... 19
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 19
3.2 Alat dan Bahan Penelitian ... 19
3.2.1 Peralatan penelitian ... 19
3.2.2 Bahan penelitian ... 19
3.2.3 Rancangan mini flume tank ... 20
3.2.4 Konstruksi bagian-bagian flume tank ... 20
3.3 Prosedur Penelitian ... 21
4 RANCANGAN, KONSTRUKSI, DAN UNJUK KERJA ... 23
4.1 Rancangan Mini Flume Tank ... 23
4.2 Konstruksi Flume Tank ... 24
4.2.1 Swimming tunnel ... 24
4.2.2 Kerangka flume tank ... 24
4.2.3 Sistem pembangkit arus air ... 25
4.2.4 Sistem pengatur kecepatan ... 31
4.2.5 Sistem pemerata arus (current straightener) ... 32
4.3.4 Bidang pengamatan ... 51
4.3.5 Ketahanan (durability ) motor penggerak ... 52
5 PERFORMA RENANG IKAN (FISH SWIMMING PERFORMANCE) ... 63
5.1 Pendahuluan ... 63
5.5 Jenis dan Pengumpulan Data ... 68
5.5.1 Pengukuran swimming endurance (ketahanan renang) ... 69
5.5.3 Pengukuran tail beat frekuensi ... 71
5.5.4 Penentuan pola gerak ikan kerapu bebek ... 72
5.5.5 Penentuan burst speed ... 72
5.6 Hasil dan Pembahasan ... 74
5.6.1 Pengolahan film ... 74
5.6.2 Kecepatan renang ikan ... 74
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Spesifikasi teknis motor listrik SG 71-4B ... 27
2. Penentuan Frekuensi pada inverter pada kecepatan arus yang diinginkan ... 46
3. Hubungan frekuensi dengan rpm motor, kecepatan arus air, tegangan
(V) dan, kuat Arus (A) motor ... 59
4. Perubahan suhu (oC) air pada flume tank pada frekuensi berbeda
setelah dihidupkan selama lebih dari 200 menit ... 61
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Kerangka pemikiran perlunya desain dan konstruksi mini flume tank ... 6
2. Bentuk dan jenis flume tank ukuran besar > 10 meter ... 9
3. Bentuk dan jenis flume tank ukuran sedang5 s/d 10 meter. ... 10
4. Bentuk dan jenis flume tank ukuran kecil < 5 meter ... 11
5. Body and or caudal locomotion ... 16
6. Median and or paired fin locomotion ... 17
7. Diagram alir perancangan mini flume tank ... 21
8. Rancangan umum flume tank ... 24
9. Perakitan bagian kerangka flume tank ... 25
10.Motor listrik tipe SG 71-4B dan dimensinya ... 26
11.Penggerak baling-baling dengan sistem v-belt dan pulley. ... 28
12.Sistem pembangkit arus pada mini flume tank dan bagian-bagiannya. ... 30
13.Inverter tipe ½ HP ... 31
14.Inverter tipe 1 HP dan fungsi-fungsi tombol pada panel indikator. ... 32
15.Proses pembuatan lubang-lubang berdiameter 0,5 cm pada panel acrilic
untuk pemerata arus ... 34
16.Panel akrilik (atas, posisi vertikal), panel sarang lebah (bawah, posisi
horizontal) ... 35
17.Bagian-bagian pemerata arus beserta posisi pemasangannya ... 35
18.Konstruksi awal air buble eliminator ... 37
19.Generasi ke dua pengeleminir gelembung udara (air buble eliminator) ; (a) tanpa bilah kaca dan (b) dengan bilah kaca. ... 38
20.Generasi ke tiga air buble eliminator ... 39
21.Bagian cermin pemantul dan posisi pengamatan secara horizontal yang
dapat melihat sisi tampak atas dan samping secara bersamaan ... 40
22.Sistem external filter dan bagian-bagiannya ... 41
23.Mini flume tank lengkap beserta bagian-bagiannya ... 42
24.Peletakan indikator dari instrumen pengukur kinerja flumetank ... 44
25.Grafik hubungan antara frekuensi inventer dengan kecepatan air pada mini flume tank ... 45
26.Foto kinerja air bubble eliminator (kiri: tampak bawah, kanan: tampak atas) pada kecepatan motor maksimum (rpm 1411) . ... 47
27.Alat untuk pengujian dengan dye test dan bagian-bagianya. ... 49
28.Foto-foto hasil uji “dye test” pada rpm1905 sd 1411 (setelah di-croping). ... 50
29.Foto ikan penelitian tampak dorsal (top view) dan lateral (side view) yang
diambil dalam satu frame. ... 52
30.Perubahan suhu motor terhadap waktu, tanpa kipas pendingin tambahan
(titik-titik) dan dengan kipas tambahan (garis hitam). ... 54
31.Grafik garis perubahan suhu motor pada rpm 292 sd 1411 Hz. ... 55
32.Hubungan frekuensi (Hz) dengan kecepatan putaran motor ... 56
33.Sebaran rpm motor dengan durasi kerja pada frekuensi 18 Hz. ... 57
34.Hasil tingkat kebisingan miniflume tank. ... 58
35.Hubungan frekuensi dengan tegangan motor ... 59
36.Grafik garis perubahan suhu air flume tank pada kecepatan putar motor
37.Keterkaitan variabel penelitian. ... 65
38.Desain mini flume tank. ... 66
39.Benih ikan kerapu bebek (Cromileptes altivelis). ... 68
40.Tinggi span (h) dan luas sirip ekor (A). ... 70
41.Hubungan antara frekuensi tail beat dengan kecepatan renang relatif ikan
kerapu bebek ... 75
42.Tail beat frequensi (Hz) ikan kerapu bebek ukuran BL 12,3 - 13 cm ... 76
43.Sebaran frekuensi tail beat ikan pada frekuensi berbeda ... 76
44.Hubungan kecepatan renang relatif (BL/detik) dengan waktu ketahanan
renang (detik) ikan kerapu bebek ... 78
45.Hubungan kecepatan renang (BL/detik) dengan log ketahanan renang ... 78
46.Pola gerak ikan kerapu bebek termasuk subcarangiform (searah jarum jam mulai dari sudut kanan bawah). ... 79
47.Pola gerak Burst speed ikan kerapu bebek (searah jarum jam mulai dari
sudut kanan bawah). ... 80
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Gambar: (a) flexible joint coupling, (b) mechanical seal, dan (c)
baling-baling, (d) conical gear, dan (e) pulley ... 93
2. Tabel hubungan frekuensi inverter dan rpm motor listrik. ... 94
3. Tabel hubungan rpm motor listrik dengan sebaran suhu air flume tank setelah dihidupkan selama 200 menit. ... 95
4. Tabel hubungan frekuensi, rpm dan kecepatan arus ... 96
5. Tabel hubungan, rpm, tegangan output (Volt), dan kuat arus (Amphere) ... 97
6. Tabel hubungan rpm dan tingkat kebisingan motor listrik ... 98
7. Tabel perubahan suhu air flume tank (oC) pada tingkat frekuensi berbeda. ... 99
8. Tabel frekuensi tail beat (Hz) dan kecepatan renang (cm/detik) ikan kerapu bebek ... 100
9. Tabel kecepatan relatif dan ketahanan renang ikan kerapu bebek ... 101
10.Tabel nilai logaritmik dari kecepatan relatif dan logaritmik ketahanan renang ikan kerapu bebek ... 102
GLOSSARY
Burst speed Kecepatan renang ikan dalam keadaan tertentu yang sangat
mendesak dan mendadak. Biasanya hanya berlangsung dalam
waktu yang sangat singkat antara 5 sampai 10 detik. Biasa juga
disebut kecepatan renang lompatan.
Durability Daya tahan dari suatu struktur , barang, atau alat untuk dapat
digunakan berulang-ulang.
Fish swimming
behaviour
Tingkah laku renang ikan yang dipengaruhi oleh faktor
lingkungan
Flume Saluran air buatan, biasanya mempunyai konstruksi lebih tinggi
dari permukaan bumi
Flume tank Suatu bentuk konstruksi alat yang dapat menanmpung air
dalam jumlah tertentu yang dapat digunakan sebagai alat
pengamatan yang dilengkapi dengan pengontrol arus
Inverter Suatu peralatan elektronika daya yang berfungsi untuk
mengubah listrik AC menjadi DC kemudian dijadikan AC
kembali dengan frekuensi yang dikehendaki sehingga motor
dapat dikontrol sesuai dengan kecepatan yang diinginkan.
Inverter seringkali disebut variable speed drive, (VSD) atau
Variable Frequncy Drive.
Obsevation window Bidang tembus pandang pada flume tank yang berfungsi
sebagai tempat mengamati obyek uji
Swim tunnel Flume tank yang berfungsi sebagai alat untuk mempelajari
fisologis ikan dan respon ikan terhadap kondisi lingkungan
yang terkendali
Swimming endurance Daya tahan/stamina renang (ikan) pada kecepatan tertentu
Tail beat frquency jumlah kibasan ekor dalam satu detik, satuan kibasan
kembali ketitik semula.
Technical
performance
Kemampuan kerja suatu alat atau mesin secara teknis
Water velocity Kecepatan aliran air (m/s)
Working tunnel Lorong atau ruang pada flume tank yang disediakan sebagai
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengetahuan tentang tingkah laku ikan sangat diperlukan dalam perikanan
tangkap karena terkait dengan teknik dan metode penangkapan ikan. Metode
penangkapan ikan tersebut akan menjadi dasar dalam pembuatan alat penangkapan
ikan. Menurut Gunarso (1985), pengetahuan tingkah laku ikan dapat memperbaiki
serta merubah alat dan metode penangkapan yang memungkinkan untuk
meningkatkan efesiensinya.
Pengetahuan mengenai tingkah laku ikan yang menunjang bidang
penangkapan antara lain adalah distribusi ikan, ruaya ikan, tingkah laku berkelompok
(schooling behaviour), kebiasaan dan kecepatan renang, kebiasaan makan, pola
penyelamatan diri ikan, serta berbagai pola tingkah laku ikan yang memungkinkan
ikan dapat tertangkap (Gunarso 1985). Berbagai jenis alat tangkap telah diciptakan
untuk mengetahui pola dan tingkah laku ikan dalam air baik di habitat asli atau
dalam kolam percobaan. Tingkah laku ikan di habitat asli maupun di dalam kolam
percobaan mempunyai sifat yang dapat dikatakan sama (Gunarso 1985).
Pengetahuan atau data mengenai pola renang dan kecepatan renang ikan sangatlah
diperlukan dalam kegiatan merancang alat penangkapan ikan dan menentukan
metode operasi penangkapan ikan seperti pada alat tangkap pukat cincin dan pukat
kantong.
Sejauh ini di Indonesia masih sangat sedikit informasi dan penelitian
mengenai performa renang ikan. Hal ini disebabkan masih sangat terbatasnya alat
yang dapat digunakan untuk penelitian tingkah laku renang ikan. Alat yang biasa
digunakan untuk menguji dan mengamati tingkah laku renang ikan ini adalah tangki
berarus (flume tank) yaitu semacam tanki air dengan arus buatan yang dapat diatur
kecepatannya.
Di Indonesia miniflume tank untuk penelitaian tingkah laku renang ikan baru
terdapat di UNPATTI-Ambon, UNSRAT-Manado (Budiman, 2001), dan IPB-Bogor,
sedangkan yang ada di ITS-Surabaya adalah flume tank berukuran besar untuk
Penelitian yang telah dilakukan sehubungan dengan kecepatan renang ikan
dan alat tangkap ini khususnya di Indonesia masih sangat sedikit, beberapa
diantaranya adalah oleh Budiman (2001), Teleng (2005), Putra (2007), dan Sinta
(2007), serta Aji (2008). Alat yang digunakan dalam penelitian mereka adalah mini
flume tank. Hasil pengukuran terhadap kecepatan renang ikan yang mereka hasilkan
masih kurang baik karena menggunakan flume tank yang sangat sederhana, dimana
tingkatan kecepatan arus yang dihasilkan pada flume tank masih sangat terbatas.
Kendala lain yang dihadapi yakni masih cukup besar kemungkinan terjadinya
turbulensi pada flume tank yang mengakibatkan kecepatan arus pada tiap titik tidak
sama, sehingga hasil pengukuran kecepatan renang ikan tidak akurat. Maka dengan
demikian diharapkan dapat diciptakan suatu mini flume tank yang mampu mengatasi
masalah tersebut yaitu mini flume tank bersifat portable, arus yang dihasilkan
homogen, kecepatan arus dapat diatur, dan tidak terdapat gelembung udara serta bisa
diaplikasikan untuk ikan yang berukuran kecil. Kehadiran mini flume tank dengan
kriteria tersebut diharapkan mampu menarik dan menunjang minat para peneliti
dalam kegiatan penelitian tentang tingkah laku ikan khususnya untuk tingkah laku
renang ikan.
1.2 Perumusan Masalah
Sejak tahun 2008 telah dilakukan rancang bangun mini flume tank di
Laboratorium Tingkah Laku Ikan, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan,
FPIK, IPB. Alat ini ditujukan untuk mendukung kegiatan pengajaran pada Mata
Kuliah Tingkah Laku Ikan dan penelitian tentang tingkah laku renang ikan. Sejauh
ini alat tersebut belum mampu memenuhi kebutuhan akan kegiatan penelitian
khususnya dalam mengukur kecepatan renang ikan seperti yang diharapkan.
Keterbatasan ini banyak disebabkan oleh performa mini flume tank yang ada masih
rendah dikarenakan masalah seperti:
1) Belum mempunyai sistem pengontrol kecepatan arus yang baik sehingga
kecepatan arus tidak terkontrol dengan baik.
2) Sifat arus yang terjadi pada flume tank belum homogen/ laminer (masih
3) Masih banyak terdapat gelembung udara pada daerah pengamatan, sehingga
mengganggu pengamatan visual.
4) Durability (ketahanan) motor pembangkit arus air belum memadai (tenaga
kecil dan motor cepat panas).
Keterbatasan-keterbatasan tersebut di atas menyebabkan data hasil uji
terhadap kecepatan renang ikan kurang baik, sehingga tidak dapat dianalisis secara
ideal. Sebuah mini flume tank yang baik seyogyanya mempunyai beberapa
karakteristik sebagai berikut; kecepatan arus yang dapat dikontrol (controlable
speed), sifat arus air pada bidang pengamatan homogen/laminar, mempunyai bidang
pandang yang baik secara horizontal maupun dari arah vertikal (dorsal), dan yang
terakhir adalah media air yang jernih serta suplai oksigen yang cukup. Sebuah flume
tank hendaknya juga dilengkapi dengan alat perekam gambar yang baik guna
mendapatkan data visual yang baik tentunya. Perancangan mini flume tank dirasakan
perlu guna mengatasi keterbatasan-keterbatasan tersebut. Rancangan yang dimaksud
meliputi konstruksi dan sarana pendukung lainnya, sehingga dapat meningkatkan
performa mini flume tank seperti yang diharapkan.
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan umum
Tujuan umum dari penelitian ini adalah membuat mini flume tank yang
handal/ideal untuk meneliti tingkah laku renang ikan.
1.3.2 Tujuan khusus
1) Merancang bangun tangki mini berarus (mini flume tank) untuk keperluan
penelitian tingkah laku renang ikan.
2) Menguji unjuk kerja mini flume tank yang telah dibangun.
3) Menguji tingkah laku renang ikan seperti swimming endurance dan tail beat
1.4 Manfaat Penelitian
1) Mini flume tank yang dihasilkan dapat menumbuhkan minat serta menjadi
sarana dalam melakukan penelitian tingkah laku ikan dan penelitian lain
terkait dengan hidrodinamika dari komponen alat tangkap.
2) Memberikan pemahaman tingkah laku ikan terkait dengan proses
penangkapan ikan yang diperlukan dalam pengelolaan perikanan tangkap
secara berkelanjutan.
3) Memberikan informasi penting/acuan dalam pengembangan flume tank skala
laboratorium dengan berbagai perkembangan penelitian.
1.5 Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah:
1) Mini flume tank yang akan dibangun mempunyai karakteristik yang ideal
untuk penelitian dan pengamatan tingkah laku renang ikan.
2) Uji tingkah laku renang ikan dengan mini flume tank hasil DESAI DAN
konstruksi akan menghasilkan data yang baik sehingga dapat dianalisis secara
ideal.
1.6 Kerangka Pemikiran
Pengetahuan mengenai tingkah laku renang ikan sangat dibutuhkan dalam
menentukan teknik dan metode penangkapan ikan, terutama untuk alat tangkap ikan
yang bersifat aktif. Sejauh ini penelitian dan data mengenai tingkah laku renang ikan
khususnya di Indonesia masih sangat terbatas. Kemungkinan hal ini disebabkan
karena kurangnya ketertarikan para peneliti untuk meneliti tingkah laku renang ikan
yang kemungkinan besar juga disebabkan belum adanya sarana penelitian tingkah
laku renang ikan yang memadai. Upaya membuat sebuah mini flume tank yang
mempunyai performa yang memadai sangatlah diperlukan.
Menurut Arnold (1969), flume tank yang baik haruslah memenuhi beberapa
kriteria diantaranya adalah arus dapat merata, tidak ada gelembung udara, tidak
terjadi turbulensi air, dan air mengalir secara kontinyu, selain itu aliran air yang
diperhatikan selama pengamatan yakni tingkat kecerahan/kejernihan air tetap terjaga
sehingga tidak mengganggu pandangan saat pengamatan.
Idealnya pengamatan terhadap tingkah laku ikan sebaiknya dapat dilakukan
dari sisi atas (top view) dan samping (side view) secara bersamaan, oleh sebab itu
diperlukan konstruksi jendela pengamatan (observation window) yang khusus guna
memperoleh gambaran tentang tingkah laku renang ikan yang lebih mendetail.
Pengukuran terhadap sustainable speed ikan memerlukan motor penggerak arus
pada fume tank yang mampu bekerja minimal selama 200 menit atau kurang lebih 3,5
jam secara stabil dan terus-menerus, sehingga dalam pembuatan mini flume tank
perlu memperhatikan parameter-parameter flume tank yang baik seperti tersebut.
Langkah selanjutnya setelah pembuatan mini flume tank selesai yakni pengujian
terhadap parameter-parameter tersebut. Perbaikan terus diterapkan sampai kriteria
parameter tersebut terpenuhi.
Tahapan selanjutnya setelah parameter tersebut di atas terpenuhi yakni
penggunakan mini flume tank untuk pengujian tingkah laku dan swimming
endurance ikan dan dilanjutkan dengan analisis terhadap data dari hasil pengujian
tersebut. Data hasil pengujian tersebut meliputi data hasil pengukuran, pencatatan,
dan data rekaman video. Mini flume tank yang telah dibuat dikategorikan handal,
apabila data yang diperoleh dapat dianalisis dengan baik.
Kerangka pemikiran akan perlunya desain dan Konstruksi mini flume tank
Informasi tentang tingkah laku renang ikan dibutuhkan untuk pengembangan metode dan perancangan alat penangkapan ikan
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Belum ada mini flume tank yang handal dan ideal untuk penelitian fish swimming performance:
(Sustainable speed, Prolong speed, Maximum speed, Burst speed, Tail beat dll)
TERPENUHI
MINI FLUME TANK YANG IDEAL
UNTUK PENGAMATAN TINGKAH LAKU RENANG IKAN
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Flume tank
Flume tank atau tangki air berarus adalah sebuah bentuk konstruksi alat yang
dapat menampung air dalam jumlah tertentu dan dapat digunakan sebagai alat
pengamatan yang dilengkapi dengan arus air yang terkontrol (Arnold 1969). Menurut
Ward (2002), swim tunnels laboraturium berfungsi sebagai alat untuk mempelajari
fisologis dan respon ikan terhadap kondisi lingkungan yang terkendali. Flume tank
telah digunakan untuk meneliti banyak aspek dari biologi ikan seperti: menilai
kualitas ikan yang dihasilkan di hatcheries (Thomas et al. 1964 yang diacu dalam
Ward 2002; Bams 1967), tingkat respirasi (1981 Beamish; Bernatchez and Dodson
1985), efek dari perubahan suhu (Griffiths and Alderice 1972; Hocutt 1973; Berry
and Pimentel 1985; Pettersson, Pickova, Brannas 2010; Fisher and Green 2003),
tingkat metabolisme (Boeck et al. 2006; Regan et al. 2010; Fitzgibbon 2007; Chabot
2008) kecepatan renang (Fitzgibbon, Strawbridge dan Seymour 2007; Fisher 2004.
Wilson 2002; Nanami 2007; Purbayanto 1999) pergerakan ikan di sekitar struktur
pengalihan air (Peake et al. 1997; Toepfer, et al. 1999), dan perpindahan larva ikan
di sungai (Houde 1969; Meng 1993; Childs and Clarkson 1996).
Berbagai bentuk dan jenis tangki pengamatan telah dijelaskan oleh beberapa
ahli yang telah menggunakan alat tersebut dalam kegiatan penelitiannya. Bentuk dan
ukuran tangki pengamatan ini disesuaikan dengan kebutuhan pada pengamatan
tertentu saja, sehingga banyak sekali kekurangan yang didapatkan ketika ingin
digunakan untuk penelitian ataupun pengamatan aspek yang lainnya.
Beamish (1978) menjelaskan berbagai prosedur pengujian dan membahas
variabel. Uji kecepatan renang biasanya dilakukan di ruang pengujian (test
chambers) yang terdiri dari dua tipe dasar: ruangan yang berputar dan tipe lainnya,
dan air yang mengalir dalam ruangan yang tetap.
Meskipun banyak tipe swim tunnels berbeda yang telah dikembangkan,
mengevaluasi perubahan kapasitas renang baik ikan besar maupun ikan kecil dalam
alat yang sama adalah sulit. Kebanyakan ikan juvenile terlalu besar untuk diuji dalam
swim tunnels berarus gravitasi yang dirancang untuk larva ikan dan terlalu kecil
Pernyataan Beamis tersebut di atas semakin dipertajam oleh Jonsson et al.
2006, bahwa flume tank menjadi alat penelitian yang semakin penting dalam ekologi
air, untuk menghubungkan biologis terhadap proses hydrodynamic. Belum ada
sesuatu yang dapat dijadikan sebagai “flume tank standar”, dan tak ada flume tank
yang cocok untuk menjawab setiap jenis pertanyaan penelitian. Lebih lanjut beliau
membagi flume tank menjadi empat tipe desain dasar yaitu: straight, racetrack,
annular and field flumes
2.1.1 Jenis dan fungsi flume tank
Beberapa penelitian yang menggunakan tangki pengamatan antara lain
oseanografi, fisika fluida, biologi air, dinamika kapal dan masih banyak lagi.
Keragaman tujuan dan fungsi tangki pengamatan ini memberikan sebuah ide bagi
para peneliti untuk menciptakan tangki pengamatan yang multi fungsi. Penelitian
mengenai tingkah laku ikan yang cukup kompleks diharapkan dapat diamati dalam
satu tangki pengamatan yang sederhana. Tingkah laku ikan yang dapat dipelajari
dengan menggunakan tangki air diantaranya adalah pola dan kecepatan renang ikan,
kebiasaan dinamika berkelompok (schooling behaviour), laju respirasi, dan cara
memperoleh serta cara memakan makanan.
Bainbridge (1958) mengatakan bahwa beberapa penelitian mengenai
kecepatan renang ikan telah dilakukan dengan menggunakan tangki air yang sejenis
flume tank. Salah satu ikan yang diteliti kecepatan renangnya adalah ikan bleak yang
menggunakan circular tank atau tangki bundar dan masih banyak lagi penelitian
sejenis.
Berdasarkan sistem sirkulasi air, flume tank dapat dikategorikan menjadi dua,
yaitu sirkulasi secara horizontal, dan vertikal. Flume tank memiliki ukuran yang
beraneka ragam yang secara umum dapat dibagi menjadi menjadi tiga kategori yakni:
(a)
(b)
Sumber: a). http://physed.otago.ac.nz/about/images/facilities/flume_spec.gif b). http://www.amhrc.edu.au/images/flumetank-overview.jpeg
(a)
(b)
Sumber: a). http://www.fhwa.dot.gov/research/tfhrc/labs/hydraulics/images/physmod11.jpg b). http://www.umass.edu/fsi/Water%20Tunnel.jpg
(a)
(b)
Sumber: a). http://www.advancedaquarist.com/2002/1/aafeature_album/flow_tank_pic_by_Stan_Brown.jpg
b). http://www.loligosystems.com/upload/large/Swim_tunnel_complete.jpg
Gambar 4 Bentuk dan jenis flume tank ukuran kecil < 5 meter
2.1.2 Karakteristik flume tank
Binnie (1955) telah membuat alat tangki air yang menghasilkan arus air yang
beragam, namun arus air mengalir dengan gaya gravitasi yaitu arus yang terjadi
tidak dapat terkontrol, dalam artian bahwa arus air bergerak bebas dan terjadi
perbedaan kecepatan arus di tiap titik yang berbeda.
Menurut Arnold (1969), flume tank yang baik haruslah memenuhi beberapa
kriteria diantaranya adalah arus dapat merata, tidak ada gelembung udara, tidak
terjadi turbulensi air dan air mengalir secara kontinyu. Pembuatan flume tank yang
telah disesuaikan dengan kriteria tersebut akan dapat meminimalisasi ketidakstabilan
arus dalam pelaksanaan percobaan.
Turbulensi dan terbentuknya bubble atau gelembung udara dapat mengurangi
laju air dan akan sangat berpengaruh terhadap kecepatan arus air yang dihasilkan.
Kecepatan arus air dapat merata dengan mengurangi benda-benda atau struktur yang
dapat menghambat laju air seperti dinding yang kasar, melengkapi pemerata arus
(current homogenizer/ current straighter), peletakan baling-baling dan sudut daun
baling-baling yang tepat serta masih banyak lagi.
2.2 Tingkah Laku Renang Ikan
2.2.1 Kecepatan renang
Informasi tentang kecepatan renang ikan merupakan hal yang penting dalam
meningkatkan efesiensi alat tangkap maupun untuk mendapatkan hasil tangkapan
yang selektif terhadap spesies dan ukurannya. Guna memperoleh efesiensi dan
efektivitas dalam rancang bangun alat tangkap dinilai perlu untuk
mempertimbangkan hal yang satu ini (Gunarso 1985). Selanjutnya menurut Drucker
dan Jensen,1996 dalam Purbayanto, Riyanto dan Fitri 2010, Kecepatan renang dan
ukuran tubuh ikan sangat penting dalam mendeterminasi tingkah laku
pergerakannya.
Menurut He (1989) bahwa kecepatan renang dapat diaplikasikan dalam
bidang perikanan, khususnya dalam bidang penangkapan ikan, terutama untuk
mendesain alat tangkap seperti kecepatan towing dari trawl yang berhubungan
dengan kecepatan renang ikan; tinggi headline dan kecepatan renang dari ikan yang
dapat meloloskan diri dengan berenang tanpa lelah; operasi penangkapan ikan seperti
menggerakkan purseseine dan kecepatan renang ikan, kecepatan tenggelam
menentukan lokasi ikan seperti estimasi/perkiraan lokasi ikan berdasarkan kecepatan
renang.
Menurut Bainbridge (1958), metode dalam mempelajari kecepatan renang
ikan ada banyak diantaranya hidrodinamika, reaksi optomotor, film gambar gerak,
pengamatan terhadap gema/ akustik, penandaan elektronik dan lain-lain, namun
cara-cara tersebut menghasilkan pendugaan yang berbeda-beda sehingga tidak didapatkan
hasil pasti. Kondisi ini mengakibatkan data hasil penelitian tersebut tidak dapat
dibandingkan karena adanya perbedaan pendefinisian situasi dan lain-lain, selain itu
belum ada terminologi yang ditetapkan secara jelas dalam pengukuran kecepatan
renang ikan. Informasi mengenai kecepatan renang ikan yang ada saat ini meskipun
pengarang yang berbeda menggunakan istilah yang sama untuk jenis kecepatan
tertentu, akan tetapi berbeda dalam pengertiannya.
Videler (1993), mengatakan bahwa untuk mengamati ikan yang berenang
secara natural dibutuhkan sebuah kondisi yang terkontrol. Ada 2 pokok berbeda yang
digunakan untuk memenuhi hal tadi yaitu pertama, ikan dibujuk untuk berenang
melawan arus dengan kecepatan yang berbeda-beda, sedangkan yang kedua adalah
merekam dari ikan yang berenang di air diam.
Gunarso (1985) mengutarakan bahwa ada beberapa pendefinisian tentang
jenis-jenis kecepatan renang, diantaranya:
1) Kecepatan renang maksimum (maximum speed) adalah kecepatan renang ikan
tertinggi yang dapat dilakukan oleh ikan dalam waktu satu menit (Bainbridge
1958). Boyar (1961) mengatakan pendapat yang sama mengenai pendefinisian
tersebut, akan tetapi hanya dengan waktu selama 30 detik.
2) Kecepatan renang ekonomi (economic speed) adalah kemampuan kecepatan
renang ikan yang dapat dilakukan dalam jangka waktu beberapa jam atau
berpuluh-puluh jam.
3) Kecepatan renang kaget (burst speed) adalah kecepatan renang ikan dalam
keadaan tertentu yang sangat mendesak dan mendadak. Biasanya hanya dalam
waktu yang sangat singkat antara 5 sampai 10 detik. Jenis kecepatan ini biasanya
terjadi ketika memburu mangsa, menghindar dari predator, ketakutan dan
Saat ini pembagian mengenai kecepatan renang ikan telah terkaji lebih
mendetail lagi sehingga terbagi dalam:
1) Kecepatan renang terus menerus (sustainable speed) yaitu kecepatan renang ikan
dimana ikan tersebut berenang secara terus menerus tanpa tekanan yang cukup
berarti.
2) Kecepatan renang lanjut (prolong speed) yaitu kecepatan renang ikan dimana
ikan berenang dalam keadaan mempertahankan kestabilan dan daya tahan
renangnya.
3) Kecepatan renang maksimum (maximum speed) adalah kecepatan renang
tertinggi yang mampu dihasilkan oleh ikan dengan memberikan tekanan arus
yang besar dimana ikan menghasilkan endurance yang kecil.
4) Kecepatan renang kaget (burst speed) yaitu kecepatan renang ikan yang
terbentuk dikarenakan ikan tersebut kaget atau tersentak dan terjadi dalam waktu
yang sangat singkat (Arimoto dan Namba 1996).
Bainbridge (1958) dan Videler (1993) menambahkan bahwa batasan
mengenai kecepatan renang ikan sangatlah dipengaruhi oleh jenis dan ukuran ikan.
Lama waktu renang akan sangat dipengaruhi oleh daya tahan renang ikan, oleh
karena itu penggolongan kecepatan renang ikan tidak dapat dilihat dari berapa lama
ikan berenang melainkan daya tahannya pada saat berenang.
Kecepatan renang ikan dapat diketahui dengan menghitung tail beat ikan.
Satuan untuk kecepatan renang ikan adalah body length per second, karena
kecepatan renang ikan diukur dengan perbandingan ukuran tubuh terhadap lama
waktu renang ikan. Kecepatan renang ikan dalam satuan BL/s ini dapat diubah
kesatuan lainnya dalam satuan kecepatan seperti knot, m/s, km/s, mil/s dan satuan
kecepatan lainnya. Infomasi mengenai kecepatan renang ikan maka akan menjadi
pertimbangan dalam pembuatan alat tangkap ikan. Biasanya data ini akan digunakan
sebagai bahan pertimbangan dalam pembuatan alat tangkap aktif.
Beberapa peneliti telah meneliti mengenai kecepatan renang pada beberapa
ikan sebagaimana dicantumkan pada Tabel lampiran 11 (Bainbridge 1958).
Penelitian yang telah dilakukan para peneliti sebelumnya menggunakan metode yang
lain-lain. Kondisi ini mengakibatkan perbedaan dalam pendefinisian mengenai kecepatan
renang yang namun dengan maksud dan tujuan yang sama (Videler 1993).
2.2.2 Pola renang ikan (fish motion)
Pola renang ikan adalah bentuk atau gambaran gerakan ikan ketika berenang,
yang dipengaruhi oleh pergerakan tubuh dan sirip ikan tersebut (Blake 1983). Pola
renang juga dipengaruhi oleh bentuk dari tubuh ikan (Webb 1984).
Pola renang ikan disesuaikan dengan habitat dan tingkah laku ikan, sehingga
dihasilkan pergerakan ikan yang berbeda-beda. Ikan-ikan yang cenderung bergerak
cepat biasanya menggunakan sirip ekor ketika berenang, sedangkan ikan-ikan yang
bergerak lambat biasanya menggunakan sirip pektoral dan sirip anal ketika berenang.
Perbedaan penggunaan sirip tersebut akan mempengaruhi kecepatan renang dan
pergerakan tubuh ikan (Videler 1993).
Tidak semua ikan hanya menggunakan salah satu sirip terutama ekor sebagai
alat penggerak, namun menggunakan bantuan sirip lain (Videler 1993). Pola renang
ikan ini dapat digunakan untuk merancang sebuah alat tangkap yang dibuat
berdasarkan bentuk tubuh dan pola tingkah laku ikan.
Beberapa pola renang ikan digambarkan oleh Breder (1926) sebagai berikut :
1) Ikan berenang menggunakan sirip ekor sebagai penggerak utama
2) Ikan berenang menggunakan sirip yang lainnya sebagai penggerak utama.
Lindsey (1978) menyempurnakan kembali menjadi beberapa bagian yang lebih
khusus lagi yaitu:
1) Ikan berenang menggunakan tubuh dan atau sirip caudal sebagai penggerak
(body and or caudal fin locomotion/ BCF locomotion)
2) Ikan berenang menggunakan sirip dorsal, anal, dan pectoral sebagai
penggerak utamanya (median and or paired fin/ MPF locomotion).
Akan tetapi pembagian di atas dikembangkan lagi menjadi lebih spesifik yaitu:
(1) Body and or caudal fin undulation
1) Tipe Anguiliform: pola renang ikan dimana ikan tersebut melibatkan
keseluruhan bagian tubuhnya dalam berenang. Ciri-ciri ikan yang tergolong
dalam tipe ini adalah tubuh pipih dan panjang, dimana bentuk sirip
2) Tipe Subcarangiform: pola renang ikan jenis ini hampir sama dengan
anguiliform hanya saja setengah bagian tubuh belakangnya saja yang
bergerak mendorong pergerakan sirip caudal. Pergerakan ini dimulai dari
bagian tubuh tepat di bawah sirip dorsal ikan tersebut.
3) Tipe Carangiform: untuk tipe ini ikan menggunakan sepertiga bagian tubuh
belakangnya sebagai penggerak ekor. Dimana jenis ini lebih cepat dari pada
tipe sub carangiform dan anguiliform. Karena ikan mengadaptasikan dirinya
dengan mengurangi ketebalan tubuh bagian belakang dan memberikan titik
berat pada bagian depannya.
4) Tipe Thuniform: tipe yang satu ini memiliki bentuk tubuh yang streamline, dan
memiliki kemampuan renang dalam waktu yang cukup lama, sebagai contoh
Thunnus spp.
(2) Body and or caudal fin oscillation
Tipe Ostraciiform : tipe perenang jenis ini hanya menggunakan ekornya saja
dalam berenang, dengan kecepatan yang amat rendah.
Sumber: http:/www.ece.eps.hw.ac.uk/Research/ocean/projects/flaps.htm.
Gambar 5 Body and or caudal locomotion
(3) Median and or paired fin undulation
1) Sirip pectoral
− Tipe Rajiform termasuk pada jenis ikan pari. Ikan ini menggunakan sirip
pectoral sebagai penggerak utama dalam berenang, sirip tersebut bergerak
bergelombang naik turun mirip dengan kepakan sayap burung.
− Tipe Diodontiform termasuk didalamnya adalah ikan buntal. Sirip pectoral
2) Sirip dorsal
− Tipe Amiiform, ikan belut listrik Afrika yang berhabitat di air tawar
tergolong pada tipe ini. Yaitu sirip dorsal yang ada sepanjang tubuh bagian
dorsal -nya bergerak secara bergelombang dari depan hingga belakang.
3) Sirip anal
− Tipe Gymnotiform. Tergolong didalamnya antara lain ikan Black Ghost.
Sama seperti tipe amiiform namun yang digunakan disini adalah sirip
anal-nya yang memanjang pada bagian anal ikan tersebut.
4) Sirip dorsal dan anal
− Tipe Balistiform. ikan bergerak menggunakan sirip dorsal dan anal secara
bersamaan dengan ritme yang bergelombang. Ikan pada tipe ini adalah
ikan Trigger fish.
(4) Median and or paired fin oscilation
Sumber : http:/www.ece.eps.hw.ac.uk/Research/ocean/projects/flaps.htm.
Gambar 6 Median and or paired fin locomotion
1) Sirip pectoral
− Tipe Labriform yaitu pergerakan sirip pectoral secara acak antara pectoral
kanan dan kiri tidaklah seiringan. Akan tetapi penggolongan untuk ini
belum jelas karena adanya pergerakan yang komplek. Ikan kakak tua atau
2) Sirip dorsal dan anal
− Tipe Tetraodontiform yaitu pergerakan dua sirip berpasangan antara dorsal
dan anal yang tidak singkron. Ikan yang termasuk pada jenis ini adalah
ikan matahari (mola mola).
Undulation adalah pergerakan ikan yang memiliki amplitudo gerak yang
3 METODOLOGI UMUM PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Tingkah Laku Ikan, Departemen
Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut
Pertanian Bogor. Waktu penelitian akan dilakukan mulai September 2009 hingga
Januari 2011.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Peralatan penelitian
Peralatan yang digunakan untuk pembuatan miniflume tank dalam penelitian
ini adalah:
Bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan mini flume tank didalam penelitian
3.2.3 Rancangan mini flume tank
Tipe flume tank yang akan dirancang untuk keperluan di Laboratorium
Tingkah Laku Ikan nantinya adalah tipe mini flume tank dengan sirkulasi air vertikal.
Tipe ini dipilih karena membutuhkan tempat peletakannya yang lebih sempit bila
dibandingkan dengan tipe sirkulasi horizontal..
Mini flume tank yang akan dikonstruksi terlebih dahulu dibuat gambar
rancangannya. Rancangan umum (general aranggement) dari mini flume tank ini
akan mencakup:
1) Meja penyangga
2) Working/swimming tunnel berikut window observation-nya
3) Sistem pembangkit arus air (motor listrik dan baling-baling)
4) Sistem pengatur kecepatan arus (inverter)
5) Sistem air bubble eliminator
6) Sistem filter
7) Sistem pemantul bidang tampak atas (cermin)
8) Sistem penghomogen arus
3.2.4 Konstruksi bagian-bagian flume tank
Kegiatan konstruksi dan perakitan bagian-bagian mini flume tank dilakukan
Laboratorium Tingkah Laku Ikan, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan,
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertnian Bogor, mencakup:
1) Bagian meja penyangga
2) Working/swimming tunnel berikut window observation-nya
3) Bagian pembangkit arus air ( baling-baling)
4) Bagian pengatur kecepatan arus
5) Komponen air bubble eliminator
6) Bagian pemantul bidang tampak atas (cermin) dan
3.3 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian secara sederhana disajikan dalam bentuk flowchart
berikut:
Gambar 7 Diagram alir perancangan mini flume tank SELESAI
Studi Literatur
Perancangan dan konstruksi
Ujicoba dan Pengukuran Unjuk Kerja (endurance) Mini Flume Tank mencakup:
− Kecepatan Arus - bidang pengamatan
− Air bubble eliminator - ketahanan mesin, dan
− Kerataan arus - perubahan suhu air
−
Penyempurnaan
4 RANCANGAN, KONSTRUKSI, DAN UNJUK KERJA
MINI FLUME TANK
Ukuran dan jenis flume tank sangat banyak yang telah dibangun manusia
sesuai dengan keperluannya. Flume tank yang digunakan untuk keperluan
pengamatan tingkah laku renang ikan memiliki beberapa kriteria tertentu.
Kriteria-kriteria yang dimaksud tersebut antara lain: mempunyai bidang pandang yang baik,
arusnya laminer dan mempunyai kecepatan yang dapat di kontrol, tidak ada
gelembung udara dalam aliran air. Durasi pegamatan tingkah laku ikan biasanya
berlangsung dalam waktu yang cukup lama, maka mini flume tank juga harus mampu
bekerja secara kontinyu dan stabil dalam waktu yang lama.
4.1 Rancangan Mini Flume Tank
Desain atau rancangan mini flume tank merupakan suatu proses perumusan
spesifikasi teknis dan proses menghasilkan gambar per bagian dari suatu objek yang
bertujuan untuk keperluan pembuatan mini flume tank itu sendiri, sehingga dalam
kegiatan pembangunan dapat berjalan secara terstruktur. Pembuatan rancangan
bangun mini flume tank dibuat dengan tipe sirkulasi air secara vertikal, hal ini
dimaksudkan agar mini flume tank tidak memerlukan tempat yang luas dalam
penempatannya. Rancangan umum (general arrangement) dari mini flume tank
meliputi beberapa bagian sistem seperti:
1) Swimming/working tunnel, berikut windows observation-nya
2) Meja penyangga
3) Pembangkit arus air (motor listrik dan baling-baling)
4) Pengatur kecepatan rpm motor (inverter)
Keterangan: 1) swimming tunnel, berikut windows observation, 2) meja penyangga, 3) pembangkit arus air (motor listrik dan baling-baling), 4) pengatur kecepatan rpm motor (inverter), 5) air bubble eliminator, 6) filter air, 7) cermin pemantul bidang tampak atas, dan 8) pemerata arus
Gambar 8 Rancangan umum flume tank
4.2 Konstruksi Flume Tank
4.2.1 Swimming tunnel
Swimming tunnel pada mini flume tank yang dikonstruksi mempunyai
ukuran panjang 245 cm, bagian terlebar 50 cm dan tinggi 100 cm, dengan kapasitas
volume air ±155 liter. Bidang observasi (terowongan uji) sendiri mempunyai dimensi
(p x l x t) sebesar 80 x 15 x 20 cm. Panjang jendela observasi dan luas penampang
merupakan faktor pembatas untuk ukuran biota atau benda yang akan menjadi obyek
pengamatan. Material untuk membuat mini flume tank pada bagian atas terutama
jendela pengamatan terdiri dari kaca dengan tebal 10 mm. Bagian bawah flume tank
berfungsi sebagai media sirkulasi air terbuat dari pipa air PVC (paralon) dengan
diameter 5 inci.
4.2.2 Kerangka flume tank
Kerangka penunjang flume tank dibuat dari konstruksi besi siku berlubang.
Material jenis ini dipilih karena lebih mudah dan fleksibel dalam merakit sesuai
melekatkan satu bagian dengan lainnya digunakan mur dan baut ukuran 14. Ukuran
kerangka ini (p x l x t) adalah 220 x 25 x 65 cm. Bagian atas kerangka diberi alas
dengan papan multipleks berukuran 200 cm x 25 cm x 2 cm. Rangka flume tank
menjadi satu kesatuan dengan dudukan motor penggerak dan alat pengontrol
kecepatan motor . Dudukan motor ini juga terbuat dari besi siku dengan dimensi 30
cm x 25 cm x 60 cm, dengan demikian tinggi keseluruhan miniflume tank ini adalah
125 cm.
Tiga pasang roda yang dapat berputar bebas dipasang pada bagian bawah kaki
flume tank, sehingga flume tank dapat dipindah-pindahkan sesuai dengan keinginan.
Gambar 9 Perakitan bagian kerangka flume tank
4.2.3 Sistem pembangkit arus air
Sistem pembangkit arus air terdiri dari dua komponen utama, yaitu sistem
propulsi (baling-baling) dan motor listrik tenaga penggerak baling-baling. Sistem
tenaga penggerak menggunakan motor listrik 3 fase dengan kekuatan 0,5 Hp (0,37
kW). Gambar motor listrik dan speknya berturut-turut disajikan pada Gambar 10 dan
Tabel 1. Gambar dan spek pabrik dari motor yang digunakan di unduh dari website
karena spek dan gambar dari motor tersebut tidak disertakan pada saat dibeli,
Tenaga putar dari as motor listrik tersebut di atas diteruskan ke as
baling-baling. As baling-baling terbuat dari besi stainless steel berdiameter 19 mm dan
panjang 70 cm. Ada beberapa cara yang sudah dicoba digunakan untuk
menghubungkan atau meneruskan tenaga putar dari as motor listrik ke as
baling-baling. Pertama menggunakan sistem conical gear; conical gear digunakan untuk
meneruskan tenaga putar dari dua as yang membentuk sudut 900, dalam hal ini as
motor listrik yang posisinya horizontal sedangkan as baling-baling vertikal. As
baling-baling dipasang pada kerangka flume tank dengan diberi dua dudukan yang
terdiri dari flexible bearing agar mudah terpasang dengan posisi vertikal serta lurus
(center) terhadap poros baling-baling.
Sumber:http://www.toolmex.com/new/products/product.cfm?id=34432&cid=83_73&v=50&mc=Y
Saat di uji coba jalan dengan menggunakan perangkat conical gear sebagai
penerus tenaga putar, baling-baling dapat berputar dengan baik sebagaimana
diharapkan. Kelemahan dari penggunaan conical gear ini adalah suara bising yang
ditimbulkannya cukup tinggi (>100db). Menurut KEP-48/MNLH/11/1996 tentang
Baku Mutu Kebisingan 1996 kebisingan pada tingkat tersebut melebihi batu mutu
batas aman untuk kesehatan kesehatan manusia disekitarnya. Oleh karena itu
digunakan cara lain untuk menghubungkan as motor listrik dengan as baling-baling,
yaitu cara ke dua.
Cara kedua adalah dengan menggunakan kombinasi pulley dan v-belt. Pulley
di pasang pada masing-masing ujung as motor listrik dan as baling-baling kemudian
antara kedua pulley ditautkan dengan v-belt. Pada cara ini ini motor listrik dipasang
dengan posisi vertikal, sehingga asnya sejajar dengan as baling-baling. Penggunaan
v-belt sebagai penerus tenaga penggerak dari motor listrik ke as baling-baling cukup
dapat mengurangi tingkat kebisingan, namun kendala tidak berhenti sampai disini.
Jarak yang dibutuhkan antara as motor listrik dan baling-baling harus lebih jauh,
disamping itu tidak praktis dalam konstruksinya. Penggunaan v-belt juga
menyebabkan kecepatan putaran as baling-baling yang kurang stabil. Hal tersebut
bisa disebabkan oleh beberapa hal seperti sifat v-belt yang lentur, pemasangan v-belt Tabel 1 Spesifikasi teknis motor listrik SG 71-4B
Product Group Unit Metric [IEC]
yang kurang pas posisinya terhadap as baling-baling, dan tingkat ketegangan v-belt
itu sendiri saat terpasang. Bila terlalu kendur v-belt akan sering slip, sebaliknya bila
terlalu tegang akan membuat gaya gesekan as terhadap poros makin tinggi sehingga
kerja motor semakin berat. Konstruksi penghubung motor dan baling-baling dengan
cara ketiga adalah penyambungan langsung as motor listrik dengan as baling-baling.
Pada cara ini as baling- baling dan as motor listrik berada pada formasi satu garis
lurus, dan vertikal. Penyambungan ini dengan menggunakan flexiblejoint coupling.
Joint coupling yang berfungsi sebagai penghubung as motor listrik dengan
poros as propeller digunakan jenis flexible coupling berbahan aluminum dengan
ukuran couple FL24/28-1/1a (Lampiran 1 a). Flexible join coupling ini terdiri dari
tiga bagian, yaitu 2 buah komponen berupa silinder metal dan satu buah komponen
“plastik” yang terbuat dari bahan polyurethane yang menyerupai impeler. Komponen
ini dipasang sebagai penghubung dan juga sekat diantara kedua silinder metal yang
terbuat dari bahan alumunium. Kegunaan komponen plastik ini selain meredam Plat Besi 0,5 mm
As Baling-baling
Motor listrik
Pulley
V-belt
Flexible bearing
getaran juga mencegah terjadinya gesekan antara kedua silinder metal.
Penyambungan dengan menggunakan flexible coupling ini menghasilkan performa
yang lebih baik, selain mudah menyambung dan memisahkan antara dua as, juga
menghasilkan suara yang jauh lebih tenang dibandingkan dengan kedua cara
penyambungan sebelumnya. Disamping itu cara ini juga menjadikan sistem propulsi
lebih kompak dan ringkas secara konstruksi, sehingga tidak menghabiskan ruang
yang lebih besar.
As baling-baling terbuat dari besi stainless steel sepanjang 33 cm dengan
diameter 19 mm. As ini dibubut pada kedua bagian ujungnya, sehingga
masing-masing diameternya pas dengan lubang joint coupling, bearing, mechanical seal
serta poros baling-baling. Bagian ujung as di-senai untuk mur nomor 14.
Semula material as baling-baling yang digunakan adalah terbuat dari besi,
namun sangat mudah berkarat yang pada akhirnya mengganggu kualitas air pada
flume tank. Material stainless steel menjadi pilihan terbaik dikarenakan bahan ini
tahan terhadap karat yang dapat disebabkan oleh air tawar maupun air laut.
Baling- baling semula dibuat dari bahan fibreglass (FRP), terdiri dari 3 daun,
dan sepenuhnya hand made. Baling-baling ini dapat berfungsi sebagai pembangkit
arus air dengan baik, namun mempunyai kelemahan diantaranya mudah pecah serta
kurang seimbang (balance). Kekurang seimbangan ini menyebabkan getaran yang
cukup besar pada saat baling-baling diputar dengan kecepatan tinggi. Kendala ini
akhirnya coba diatasi dengan mengganti baling-baling alumunium pabrikasi.
Baling-baling ini biasa digunakan untuk perahu “ketinting” tipe tiga daun, namun karena
ukuran terkecilnya 6 inchi maka baling-baling tersebut diperkecil diameternya
hingga menjadi 4,5 inchi, sudut daun baling-baling 45o, seperti disajikan pada
Lampiran 1b.
Baling-baling dipasang pada bagian ujung as yang telah disenai dan dibaud
dengan dengan baut nomor 14. Posisi pemasangan baling-baling berada di tengah
tengah lingkaran bagian ujung pipa paralon. Posisi baling-baling harus tetap dan
berada ditengah-tengan lingkaran paralon, untuk itu pada bagian dalam paralon ini
dipasang booster yang terbuat dari plastik PU yang diselubungi pipa stainless steel.
Booster ini berfungsi untuk dudukan sekaligus menahan ujung as baling-baling untuk
Mechanical seal berukuran 16 mm dipasang pada bagian dalam dari dudukan
as propeller agar tidak terjadi kebocoran air melalui celah antara as dengan dudukan
as. Antara dudukan as dan tutup bagian atas flume tank di beri O ring seal. Motor listrik ½ Hp
Kaki/dudukan motor listrik
Flexible joint coupling ukuran FL24/28-1/1a.
Tutup bagian atas flume tank
Bearing dan O ring seal
mechanical seal 16 mm
As Baling-baling
Baling-baling
Baut penahan baling-baling
Konstruksi sistem pembangkit arus yaitu motor listrik berikut propeller disajikan
pada Gambar 12.
4.2.4 Sistem pengatur kecepatan
Pengaturan kecepatan putaran (rpm) motor listrik guna mendapatkan
kecepatan arus yang diinginkan digunakan inverter. Semula inverter yang digunakan
adalah inverter yang mempunyai daya ½ Hp (Gambar 13), sesuai dengan daya motor
listrik yang digunakan. Untuk pemakaian jangka waktu yang cukup lama (>200
menit) ternyata inverter tersebut tidak kuat, dan rusak. Selanjutnya diganti dengan
inverter dari pabrik yang sama, tetapi dengan spek yang lebih besar. Inverter yang
dipakai adalah tipe LSCT650 M-20K7 series dengan daya 750 Watt. Pada inverter
jenis ini kecepatan yang bisa diatur mulai dari frekuensi 0-50 Hz. Perubahan tingkat
frekuensi ditunjukkan oleh inverter display. Setiap pengaturan frekuensi dapat juga
dilihat besar nilai rpm yang berjalan dan besar output tegangan (volt) dan output kuat
arus (ampere) pada motor listrik. Adapun fungsi masing-masing panel dan
pengaturan fungsi disajikan pada Gambar 14.
Keterangan:
No. Name Function
1, 2,
3, 4 Hz, RPM, A, V Unit Indicator Output Frequency,
5 FUN Parameter Function Key
6 DATA/ENTER Data Setup/ Enter Keys
7, 8, 9
FWD,REV, STOP/RESET
Operation Command Keys : Foward Revolution, Reversal Revolution, Stop/Reset Key and Status Indicator
10 KEY UP and DOWN Increment/Decrement Keys
11 KEY SIDE (>) Shifting Keys
12 Analog (Ai) Speed Comamand Potentiometer
(V,R)
13 Display monitor
Gambar 14 Inverter tipe 1 HP dan fungsi-fungsi tombol pada panel indikator
4.2.5 Sistem pemerata arus (current straightener)
Putaran dan dorongan air oleh sistem propulsi dan bentuk konstruksi saluran
air yang tidak hanya lurus, tetapi juga berbelok dan menanjak mengakibatkan
terjadinya pengadukan/turbulensi aliran air. Turbulensi ini terjadi di seluruh saluran
flume tank. Turbulensi yang cukup tinggi akan mengakibatkan kecepatan arus pada
setiap titik pada saluran flume tank menjadi tidak sama. Keadaan ini dapat
menghasilkan data yang tidak akurat pada saat melakukan pengukuran kecepatan
renang ikan, karena ikan cenderung berenang di kolom air yang arusnya lebih rendah
dari sekitarnya. Hasil pengukuran yang didapatkan akan berbeda dibandingkan
dengan pengukuran pada kondisi aliran air yang homogen/laminer.
Flume tank yang baik seharusnya mempunyai arus yang homogen dan
laminar terutama pada bagian swimming/working tunnel. Aliran air yang turbulent
tersebut dapat diupayakan menjadi aliran dengan kecepatan yang homogen/laminar.
Cara yang dilakukan adalah dengan melewatkan air melalui piranti pemerata arus
(current straightener) terlebih dahulu sebelum sampai ke bagian pengamatan
(observation window).
Konstruksi current straigtener ini berbentuk seperti badan gitar, yakni
kompartemen yang lebar dan kemudian menyempit kearah saluran pengamatan
hingga penampangnya sama dengan bagian pengamatan. Desain seperti ini dibuat
agar panel-panel untuk peredam turbulensi didalamnya bisa dibuat dengan ukuran
penampang yang lebih luas. Panel-panel dengan penampang yang lebih luas
dibutuhkan agar mempunyai total luas lubang-lubangnya sama atau lebih besar dari
luas penampang pipa yang menyalurkan air dari arah baling-baling, sehingga air
tidak mengalami perubahan kecepatan yang nyata dalam alirannya. Hal ini dapat
dijelaskan pada persamaan debit aliran fluida yang melalui luas penampang yang
berbeda berikut:
A1 x V1 = A2 x V2……… 1)
dimana : A1= luas penampang pipa,
A2 = total luas penampang lubang pada permukaan panel, V1 = Kecepatan aliran air pada pipa, dan
V2 = Kecepatan aliran air melewati lubang panel.
Diharapkan turbulensi akan menjadi teredam/terpecah karena harus melalui
lubang-lubang kecil, tanpa menghambat laju debit air.
Bagian dalam konstruksi current straigtener ini terdiri dari 3 panel/sekat dan
satu unit susunan pipa paralel. Panel pertama dan kedua mempunyai lubang seperti
sarang lebah (honey comb) dengan diameter lubang 2 cm. Panel ketiga dibuat dari
lembaran akrilik berukuran (P x L x T) 20 x 40 x 0,5 cm, yang diberi lubang-lubang
berdiameter 5 mm dengan jarak 2mm (Gambar 15). Dimensi ini ditentukan
berdasarkan total luas lubang-lubang pada panel harus lebih besar dari luas
penampang pipa PVC yang mengalirkan air dari baling-baling. Hal demikian dibuat
Panel-panel tersebut secara bersama-sama berfungsi mereduksi/memecah turbulensi.
Sekat terakhir sebelum air mencapai jendela pengamatan adalah pipa-pipa PPE
berdiameter 1 cm yang disusun paralel bertingkat, hingga mempunyai penampang
20x20 cm sama luasnya dengan penampang bagian pengamatan flume tank.
Penggunaan pipa-pipa kecil dengan panjangnya 20 x diameter pipa, akan membuat
aliran air menjadi lurus dan laminer.
Gambar 16 Panel akrilik (atas, posisi vertikal), panel sarang lebah (bawah, posisi horizontal)
