BAB I PENDAHULUAN
2.1 Latar Belakang
Terapi oksigen hiperbarik atau hyperbaric oxygen therapy (HBOT) adalah suatu terapi yang dilakukan dengan cara memberikan 100% oksigen bertekanan kepada pasien didalam hyperbaric chamber (Mahdi, 1999). Oksigen tersebut memiliki tekanan yang lebih tinggi daripada tekanan udara atmosfir, biasanya tekanan maksimum yang diberikan hingga mencapai 3 ATA. Namun hal tersebut tergantung pada jenis terapi yang sedaang ditangani. Pada awalnya, terapi ini diperuntukkan kepada penderita decompression sickness yang sering dialami oleh para penyelam. Saat ini, dengan banyaknya berbagai penelitian dan pengujian, menjadikan terapi ini juga efektif dan terbukti dapat membantu dalam menyembuhkan berbagai penyakit, terutama terkait dengan restrukturisasi sel-sel tubuh yang rusak. Dewasa ini, penggunaan HBOT semakin berkembang karena dapat membantu proses penyembuhan komplikasi diabetes miletus (Oktaria, 2009). Hal tersebut tentunya sangat relevan dengan kondisi masyarakat Indonesia yang mana jumlah penderita diabetesnya menempati peringkat 5 dunia (IDF, 2015). Selain itu juga dapat mengobati luka bakar, luka pasca operasi, vertigo, stroke dan lain-lain. Dan pemakaiannya semakin popular sebagai terapi kecantikan, kebugaran, serta meningkatkan stamina (Oktaria, 2009).
Melihat kegunaan dari terapi oksigen hiperbarik yang sangat luas dalam mengatasi berbagai penyakit serta jumlah pasien yang membutuhkannya maka keberadaan alat terapi tersebut diperlukan dalam jumlah yang banyak. Akan tetapi, fakta di lapangan menunjukkan bahwa ketersediaan alat HBOT di Indonesia sangatlah terbatas. Sejauh ini, hanya beberapa rumah sakit yang memiliki alat HBOT,
antara lain: RSAL Dr. Ramelan, Surabaya; RS PT Arun, Aceh; RSAL Dr Midiyatos, Tanjung Pinang; RSAL Dr Mintohardjo, Jakarta;
RS Pertamina Cilacap; RSU Sanglah, Denpasar; RS Pertamina Balikpapan; RS Gunung Wenang, Manado; RSU Makasar; RSAL Halong, Ambon; dan RS Petromer, Sorong (Oktaria, 2009). Terbatasnya ketersediaan alat HBOT ini dikarenakan sebagian besar alat ini masih diimpor dari luar negeri sehingga harganya sangat mahal. Padahal pengaruh dari pemakaian alat HBOT ini sudah terbukti ampuh sebagai terapi penunjang (selain obat dari dokter). Berdasarkan kenyataan ini maka pengembangan alat HBOT adalah sesuatu yang sangat mendesak untuk segera dilakukan.
Secara garis besar, alat HBOT terdiri dari beberapa komponen utama, seperti chamber, sistem suplai oksigen dan pengkondisian udara beserta sistem kontrol alirannya dan monitoring panel . Dari beberapa bagian alat HBOT diatas , chamber merupakan bagian yang paling penting untuk diperhatikan, karena didalam ruangan chamber semua terapi dilakukan. Terdapat dua jenis chamber , yaitu monoplace chamber multiplace chamber. Pada monoplace chamber, ruangan hiperbarik hanya digunakan untuk terapi satu orang pasien (Mortensen, 2008). Terapi dilakukan dengan memasukkan oksigen 100% kedalam ruangan chamber, sehingga pasien dapat bernafas tanpa menggunakan masker atau penutup kepala (helm). Sedangkan pada multiplace chamber, ruangan hiperbarik digunakan lebih dari satu pasien dengan masing-masing pasien menggunakan masker atau penutup kepala (helm) untuk keperluan suplai oksigen bertekanan (Mortensen, 2008). Selain komponen-komponen tersebut, alat HBOT juga dilengkapi dengan beberapa komponen-komponen pendukung yang bertujuan untuk menunjang kenyamanan dan keamanan pasien. Pada saat ini alat HBOT multiplace yang tersedia dirumah sakit masih bersifat fix (tidak dapat dipindah pindahkan). Hal tersebut tidak sesuai mengingat tingginya tingkat
penyebaran kasus penyakit yang membutuhan alat terapi ini sehingga kemampuan alat HBOT pada saat ini masih dinilai kurang.
Pada penelitian ini, konsep yang direncanakan adalah alat HBOT dengan tipe transportable. Dengan demikian sangat dibutuhkan sistem pengangkut (undercarrier) agar alat HBOT transportable tersebut bisa dipindahkan dan dapat menjangkau daerah- daerah pelosok. Umumnya transportable hyperbaric chamber merupakan jenis monoplace hyperbaric chamber, jika model multiplace hyperbaric chamber maka dimensinya akan sangat besar sekali. Selain itu dalam perancanganpun harus mengikuti regulasi yang terapkan untuk sebuah transportable hyperbaric chamber agar layak dijalan raya. Oleh karena itu dibutuhkan design rancangan sistem pengangkut (undercarrier) yang dapat menahan bobot dari komponen-komponen alat HBOT multiplace transportable.
Perancangan awal sistem pengangkut (undercarrier) harus sesuai dengan ukuran dan tata letak dari komponen-komponen lainnya, agar dapat mengurangi ukuran dan bobot undercarrier yang berlebihan. Oleh karena itu, perancangan undercarrier mulai dirancang pada tahap akhir setelah design komponen-komponen lainnya sudah tahap akhir, sehingga perubahan design dari undercarrier dapat diminimalisir. Perancangan design awal chamber tipe multiplace sebelumnya sudah dilakukan oleh Putro (2015). Kemudian di perbaharuui oleh Agung (2015) didalam tugas akhirnya dan Cahya (2015) didalam thesisnya yang mana penelitian diatas merupakan salah satu rangkaian dari kegiatan penelitian skema RAPID 2014. Kegiatan penelitian berkelanjutan ini dilakuakan selama 3 tahun dan terbagi menjadi 3 step. Adapun Road map atau skema penelitian RAPID 2014 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 1.1 Road Map Penelitian RAPID HBOT
Pada tugas akhir ini, penelitian sudah difokuskan pada step 2 pada desain undercarrier dan Finite Element Design Simulation dengan menyesuaikan dan memodifikasi desain undercarrier sesuai dengan desain chamber yang diteliti oleh Cahya (2015). Desain dan modifikasi undercarrier ini hanya memfokuskan pada desain yang dapat menahan beban static bobot dari komponen-komponen lainnya dari alat HBOT multiplace transportable, memiliki bobot yang ringan dan biaya pembuatannya murah dibanding dengan jenis undercarrier lainnya yang sudah ada dipasaran. Untuk mencapai target tersebut, harus banyak dilakukan penelitian baik secara langsung ataupun tidak, baik secara manual ataupun dengan bantuan software
analisis. Pengembangan dan modifikasi kali ini lebih menitikberatkan pada bentuk profil dan ketebalan (thickness) profil yang dipakai guna mengurangi bobot undercarrier. Meskipun menambah beban pada proses manufaktur, akan tetapi dari sisi harga akan relative lebih murah jika dibandingkan dengan profil yang tersedia dipasaran. Pembuatan dan pengerjaan profil costum ini dipandang sangan efisien karena dapat menghemat angka pengeluaran untuk pembelian material. Hal tersebut sangat penting karena suatu desain yang sempurna tidak hanya mempertimbangkan kekuatan dan keamanan, akan tetapi juga memepertimbangkan nilai ekonomis dalam pembuatannya. Selain itu ukuran profil dapat dibuat sesuai yang dibutuhkan.
Selain itu juga, desain sistem pengangkut (undercarrier) didesain agar nantinya dapat memindahkan alat HBOT transportable dengan dimensi yang sangat besar dan bobot yang sangat berat dengan menyambungkan ke truk atau kendaraan lainnya. Untuk itu dalam tugas akhir ini perlu dihitung dan dianalisis bentuk dan juga materialnya. Dengan keterbatasan perhitungan dan alat yang dapat digunakan, maka dibutuhkan tools yang dapat memecahkan masalah analisis yang dimaksud dengan lebih efisien. Adapun analisis menggunakan software Autodesk Invnetor Profesdional 2014 dan Simulia Abaqus 6.14.
2.2 Rumusan Masalah
Seperti yang telah diuraikan diatas, bahwa alat HBOT multiplace yang terdapat pada rumah sakit di Indonesia semuanya masih dalam keadaan fix (tidak bias dipindah-pindahkan). Oleh karena itu, diperlukan suatu modifikasi dan perancangan terhadap alat HBOT multiplace sehingga diharapkan menghasilkan suatu alat HBOT multiplace yang transportable. Sehingga, rumusan permasalahan yang akan diselesaikan melalui penelitian ini adalah :
1. Perlu dilakukan suatu perancangan undercarrier pada alat HBOT yang mampu menahan dan mengangkut bobot dan dimensi yang sangat besar.
2. Desain undercarrier yang memenuhi standar yang ada serta memberikan kemudahan dalam proses manufaktur.
3. Diperlukan suatu investigasi numerik dalam menganalisis kekuatan undercarrier untuk menahan beban statis dari komponen-komponen lainnya yang berada diatas undercarrier.
2.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam tugas akhir ini meliputi :
Kapasitas undercarrier yang dirancang menyesuaikan dengan tata letak komponen-komponen lainnya yang berada diatas undercarrier.
Kajian numerik FEA menggunakan bantuan paket software SIMULIA Abaqus 6.14 dan Autodesk Inventor Professional 2014.
Beban yang diterapkan pada undercarrier antara 30 KN sampai 60 KN dengan faktor keamanan 2 dan merupakan beban statis.
2.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
Memperoleh suatu design undercarrier yang mampu menahan dan mengangkut alat HBOT transportable yang ukurannya dimensinya sangan besar.
Menghasilkan desain undercarrier yang juga memiliki bobot seringan mungkin sehingga dapat menghemat penggunaan material (lebih ekonomis). Menghasilkan desain undercarrier yang memiliki kemudahan dalam
manufaktur (manufacturability).
Membandingkan hasil analisis desain undercarrier dengan output yang diperoleh dari analisis dengan menggunakan software Autodesk Inventor Professional 2014 dan SIMULIA Abaqus 6.14.
2.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari Penelitian ini antara lain
Menghasilkan suatu rancangan desain undercarrier yang memili bobot ringan dan memiliki kemudahan manufaktur untuk pengembangan alat HBOT tipe multiplace transportable.
Memberikan suatu prosedur perancangan undercarrier sehingga dapat menjadi sebuah referensi untuk menghasilkan alat HBOT tipe multiplace transportable di masa mendatang.
2.6 Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini disusun dalam enam bab sebagai berikut :
1. Bab I – Pendahuluan
Berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dam sistematika peneletian.
2. Bab II – Tinjauan Pustaka
Menguraikan penelitian-penelitian mengenai sejarah alat HBOT, desain alat HBOT yang sudah ada, desain awal sistem pengangkut (undercarrier). 3. Bab III – Landasan Teori
Memberikan gambaran tentang teori terapi oksigen hiperbarik, pemilihan material, faktor keamanan, perancangan undercarrier, persamaan dasar pada metode elemen hingga, serta pengenalan software komputasi metode elemen hingga.
4. Bab IV – Metodologi Penelitian
Metode penelitian berisi tentang sistematika perancangan, perancangan undercarrier dan perancangan menggunakan software komputasi metode elemen hingga.
