Jurnal Inovasi Fisika Indonesia (IFI)

Fabrikasi dan Karakterisasi Nanofiber PVA-Graphene Oxide (GO) sebagai Separator Baterai Lithium-Ion

2023-01-31T04:21:53+00:00

Abstrak

Separator adalah komponen utama dalam baterai litium-ion yang berfungsi mencegah kemungkinan konsleting listrik dan transportasi ion bebas sekaligus mengisolasi aliran listrik. Separator harus memiliki porositas yang memadai, konduktivitas yang tinggi dan stabilitas termal yang baik. Nanofiber PVA-GO dibuat dengan metode elektrospinning digunakan sebagai separator baterai Lithium-Ion. Variasi penambahan Graphene Oxide (GO) yang digunakan 0,1-0,3. Hasil pengukuran diameter awal dengan Mikroskop optik diameter rata-rata PVA adalah 0.63 μm dan PVA-GO adalah 0.52 μm-0.70 μm. Spektrum FTIR PVA, gugus O-H stretch terdeteksi pada 3285 cm^-1 merupakan gugus hidroxyl yang disebabkan oleh frekuensi peregangan OH dari PVA. Pada PVA-0.3 GO puncak 1651 cm^-1, dan 1091 cm^-1 terdekteksi C=O stretch dari gugus fungsi carboxyl dan carboxylic dari GO, dan C-O stretch yang dideteksi sebagai epoxy dari GO. Adanya puncak pada 1651 cm^-1 menegaskan adanya GO dalam komposit PVA-GO. Hasil uji SEM menghasilkan diameter rata-rata nanofiber PVA adalah 216 nm, dan nanofiber PVA-GO 0,1 dan 0,3 adalah 162 nm dan 194 nm. Nilai porositas nanofiber PVA adalah 44 % dan nanofiber PVA berbagai konsentrasi GO adalah 53%, 47%, dan 42%. Hasil pemanasan nanofiber menunjukkan stabilitas termal yang baik. Hasil EIS nanofiber PVA, memiliki nilai impedansi 356,20 kΩ dengan nilai konduktivitas 0,3 x 10^-4 S/cm dan PVA-GO dari 0,1-0,3 nilai impedansinya adalah 39,84 kΩ; 71,99 kΩ dan 392,05 kΩ dan nilai konduktivitas masing-masing adalah, 2,66 x 10^-4 S/cm., 1,47 x 10^-4 S/cm., 0,27 x 10^-4 S/cm. Dari karakterisasi yang telah dilakukan, nanofiber PVA-GO memenuhi kriteria sebagai separator baterai Lithim-ion.

Kata Kunci: Nanofiber, PVA-GO, Separator

Abstract

The separator is the main component in a lithium-ion battery which functions to prevent possible electrical short circuits and transport of free ions while isolating the flow of electricity. The separator must have sufficient porosity, high conductivity and good thermal stability. PVA-GO nanofiber made by the electrospinning method is used as a Lithium-Ion battery separator. Variation of the addition of Graphene Oxide (GO) used 0,1-0,3. The results of the initial diameter measurement with an optical microscope average diameter of PVA is 0.63 μm and PVA-GO, is 0.52 μm-0.70 μm. In the FTIR spectrum of PVA, the O-H stretch detected at 3285 cm^-1 is a hydroxyl group caused by the OH stretching frequency of PVA. In PVA-0.3 GO the peaks of 1651 cm^-1 and 1091 cm^-1 were detected as C=O stretches from the carboxyl and carboxylic functional groups of GO, and C-O stretches were detected as epoxy from GO. The presence of a peak at 1651 cm^-1 confirmed the presence of GO in the PVA-GO composite. SEM test results showed that the average diameter of PVA nanofibers was 216 nm, and PVA-GO 0.1 and 0.3 nanofibers were 162 nm and 194 nm. The porosity value of the PVA nanofiber was 44% and each of the various GO concentration nanofibers were 53%, 47%, and 42%. The results of nanofiber heating showed good thermal stability. The results of the PVA nanofiber EIS, has an impedance value of 356.20 kΩ with a conductivity value 0.3 x 10^-4 S/cm and PVA-GO of 0.1-0.3 the impedance values are; 39.8 kΩ; 71.99 kΩ and 392.05 kΩ and the conductivity values were, respectively, 2.66 x 10^-4 S/cm, 1.47 x 10^-4 S/cm, 0.27 x 10^-4 S/cm. From the characterization that has been carried out, PVA-GO nanofiber fulfills the characteristic requirements as a Lithium ion battery separator.

Keywords: Nanofiber, PVA-GO, Separator

SINTESIS MATERIAL ZEOLIT NAA UNTUK KOMPOSISI SIO2/AL2O3 BERVARIASI DENGAN METODE HIDROTERMAL

2023-02-20T05:57:46+00:00

Abstrak

Zeolit NaA merupakan mineral aluminosilikat yang kaya akan alumina sehingga zeolit ini memiliki kemampuan sebagai penukar kation yang baik. Tujuan dari penelitian ini adalah sintesis zeolite NaA dengan mengontrol komposisi SiO₂/Al₂O₃. Metode hidrotermal digunakan dalam sintesis zeolit NaA ini dengan bahan komersial silika (SiO₂) dan alumina (Al₂O₃) untuk variasi komposisi dan waktu. Zeolite hasil sintesis selanjutnya dikarakterisasi menggunakan XRF, XRD, dan FTIR. Hasil uji XRF kandungan senyawa silika dioksida sebesar 88,3%, dan kandungan senyawa aluminium oksida sebesar 97,5%. Jadi bubuk silika dioksida dan aluminium oksida dapat dijadikan kandidat material. Hasil karakterisasi produk sisntesis dengan XRD menunjukkan adanya fase natrium silikat dan natrium alumina silikat. Dengan ditandai teridentifikasi ada pola pucak untuk kedua fase tersebut. Dan hasil analisis FTIR menunjukkan bilangan gelombang 603,91 cm^-1 dan 609,43 cm^-1 menunjukkan vibrasi dari tetrahedral T-O (T =Si/Al), selanjut bilangan pada gelombang 965,51 cm^-1 dan 969,00 cm^-1, vibrasi asimetri stretching ikatan T-O, dan bilangan gelombang 3284,41 cm^-1 dan 3275,99 cm^-1, menunjukan adanya streaching dari kelompok O-H. Zeolit NaA dapat disintesis dengan bahan komersial SiO2 dan Al2O3 dengan proses hidrotermal. Zeolit NaA adalah material yang baik untuk pengolahan air limbah, juga dapat digunakan sebagai katalis, adsorben, dan sebagai penukar ion.

Kata Kunci: Zeolite NaA, Hidrotermal, Silika Dioksida, Alumina Oksida

Abstract

Zeolite NaA is an aluminosilicate mineral rich in alumina, so this zeolite can be a suitable cation exchanger. This research aims to synthesize zeolite NaA by controlling the composition of SiO₂/Al₂O₃. The hydrothermal method was used to synthesize this NaA zeolite with commercial materials silica (SiO₂) and alumina (Al₂O₃) for variations in composition and time. The synthesized zeolite was then characterized using XRF, XRD, and FTIR. The XRF test results contained a silica dioxide compound of 88.3% and an aluminum oxide compound content of 97.5%. So silica dioxide powder and aluminum oxide can be used as candidate materials. The results of the characterization of the synthesis product by XRD showed the presence of sodium silicate and sodium alumina silicate phases. With marked identification, there is a peak pattern for both phases. Moreover, the results of the FTIR analysis show the wave numbers 603.91 cm^-1and 609.43 cm^-1, indicating the vibration of the T-O tetrahedral (T=Si/Al). The wave numbers are 965.51 cm^-1 and 969.00 cm^-1, vibration asymmetry stretching the T-O bond, and wave numbers 3284.41 cm^-1 and 3275.99 cm^-1, indicating the presence of stretching from the O-H group. Zeolite NaA can be synthesized with commercial materials SiO₂ and Al₂O₃ by hydrothermal process. Zeolite NaA is a good material for wastewater treatment, and it can also be used as a catalyst, adsorbent, and ion exchanger.

Keywords: Zeolite NaA, Hydrotermal, Silica Oxide (SiO₂), Aluminum Oxide (Al₂O₃).

EFEKTIFITAS GO-SIO2/PSF SEBAGAI MEMBRAN FILTRASI: LARUTAN NaCl DAN Methylene Blue

2023-02-20T06:13:57+00:00

Abstrak

Krisis air bersih di Indonesia mengalami peningkatan setiap tahunnya, serta limbah dari sektor industri tekstil juga dapat menambah menambah permasalahan tersebut. Untuk menangani krisis air bersih tersebut, terdapat berbagai macam proses pengolahan air, yaitu salah satunya adalah proses desalinasi dengan menggunakan bahan Graphene Oxiede. Membran GO dengan penambahan nanopartikel hidrofilik dapat meningkatkan kekasaran dan kekuatan mekanis yang bagus. Nanopartikel SiO₂ juga memiliki permukaan spesifik yang tinggi sehingga dapat menyerap air atau hidrofilik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan membran GO-SiO₂/PSF untuk mengabsorbsi larutan NaCl dan metilen biru, dengan variasi TEOS 0,6; 0,8; 1,0; dan 1,2 ml. Hasil penelitian menunjukkan membran GO-SiO₂/PSF dapat digunakan untuk mengabsorbsi larutan metylene blue didapatkan nilai absorbansi paling optimum terjadi pada konsentrasi TEOS 0,8 dan membran GO-SiO₂/PSF dengan konsentrasi TEOS 0,8 juga memiliki nilai salt rejection yang paling efektif untuk larutan NaCl yaitu sebesar 67,0 %.

Kata Kunci: Membran filtrasi, silika, NaCl, metylene blue

Abstract

The clean water crisis in Indonesia is increasing every year, and waste from the textile industry sector can also add to this problem. To deal with the clean water crisis, there are various kinds of water treatment processes, one of which is the desalination process using graphene oxide. GO membranes with the addition of hydrophilic nanoparticles can increase the roughness and have good mechanical strength. SiO₂nanoparticles also have a high specific surface so that they can absorb water or are hydrophilic. This study aims to determine the ability of the GO-SiO₂/PSF membrane to absorb NaCl and methylene blue solutions, with variations of TEOS 0.6; 0.8; 1.0; and 1.2 ml. The results showed that the GO-SiO₂/PSF membrane could be used to absorb methylene blue solution. The most optimum absorption value occurred at a TEOS concentration of 0.8 and the GO-SiO₂/PSF membrane with a TEOS concentration of 0.8 also had the most effective salt rejection value for NaCl solution, which is equal to 67.0%.

Keywords: Filtration membrane, silica, NaCl, metylene blue

MEMBRAN PVA DENGAN SUBTITUSI NPS DISIAPKAN DENGAN METODE INFERSI: SEBAGAI SEPARATOR BATERAI Li-ION

2023-03-16T08:38:46+00:00

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk sintesis separator membran PVA dengan subtitusi nano partikel SiO₂(NPS) dengan metode inversi fasa sebagai aplikasi dalam baterai Li-ion. Inversi fasa merupakan metode yang digunakan untuk mengubah polimer cair menjadi lebih padat. Sintesis ini dilakukan dengan cara melarutkan PVA kemudian menambahkan SiO₂ dan mencetaknya dalam wadah datar. Morfologi separator membran dapat diamati dengan karakterisasi SEM. Metode inversi fasa dapat membentuk membran separator komposit PVA/SiO₂ dalam orde mikro dengan ketebalan terkecil yaitu 38,4 µm. Adanya peningkatan konsentrasi SiO₂ dapat menambah ukuran pori membran separator dari 7% - 10% dan dapat meningkatkan sudut kontak dari 59,8^° - 65,6^°. Resistansi membran separator menurun sebesar 8,2% dan konduktivitas listrik separator semakin meningkat seiring dengan penambahan SiO₂ yaitu dari 3,240 x 10^-4S/cm sampai dengan sebesar 3,530 x 10^-4S/cm. Penambahan SiO₂ berbanding lurus dengan sifat tahan panas separator membran. Penambahan SiO₂ NPS pada larutan PVA dengan menggunakan metode inversi fasa akan meningkatkan porositas, konduktivitas listrik, dan konduktivitas termal sehingga membran dapat di aplikasikan sebagai separator baterai Li-ion.

Kata Kunci: PVA, nanopartikel (NPS), inversi fasa, separator.

Abstract

This research is aimed to synthesize a PVA membrane separator with nanoparticles SiO₂ (NPS) substitution using phase inversion method as an application in Li-ion battery. Phase inversion is a method used to convert a liquid polymer into a solid one. This synthesis is carried out by dissolving the PVA, then adding the SiO₂, and molding it in a flat container. The morphology of the membrane separator can be observed by SEM characterization. The phase inversion method can form a PVA/SiO₂ composite separator membrane in a micro size with the smallest thickness of 38,468 µm. The increase of SiO₂ concentration can enlarge the pore size of the separator membrane from 7% - 10% and the contact angle from 59.896° - 65.655°. The separator membrane resistance decreases by 8.2% and the electrical conductivity of the separator increase with the addition of SiO₂ from 3.240 x 10^-4 S/cm to 3.530 x 10^-4 S/cm. The increase of SiO₂ is directly proportional to the heat resistance properties of the membrane separator. The addition of SiO₂ NPS to the PVA solution using the phase inversion method will raise the porosity, electrical conductivity, and thermal conductivity, so that the membrane can be applied as a Li-ion battery separator.

Keywors: PVA, nanoparticles (NPS), phase inversion, separator

ANALISIS TINGKAT KEBISINGAN KENDARAAN DI LAMPU LALU LINTAS PADA SIMPANG TIGA JALAN RAYA PRAMBON SIDOARJO MENGGUNAKAN SOUND LEVEL METER BERBASIS ARDUINO UNO

2023-02-20T06:34:43+00:00

Abstrak

Lampu lalu lintas di jalan raya Prambon, kecamatan Prambon, kabupaten Sidoarjo ini merupakan lampu lalu lintas yang ada pada jalan kelas provinsi yang berjarak sekitar 25 meter dengan puskesmas kecamatan Prambon tentunya kebisingan merupakan hal yang perlu diperhatikan agar pasien yang dirawat merasa nyaman. Tujuan dilakukannya penelitian ini yaitu untuk mengetahui tingkat kebisingan yang diakibatkan kendaraan di lampu lalu lintas pada simpang tiga jalan raya Prambon. Selanjutnya menganalisis hasil kebisingan yang ditimbulkan oleh kendaraan saat berhenti di lampu lalu lintas dengan memperhatikan Surat Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Tahun 1996 No. KEP-48/MENLH/11/1996 dengan menggunakan Sound Level Meter yang telah dirancang peneliti serta telah di uji keakuratannya. Penelitian dilakukan menggunakan metode kuantitatif serta metode purposive sampling dengan menentukan sendiri lokasi dan pengambilan data penelitian. Pengambilan data dilakukan pada hari Senin tanggal 5 Desember 2022 selama 10 jam, pada selang waktu pukul 07.00 – 17.00 (WIB). dari penelitian tersebut dihasilkan nilai rentang kebisingan sebesar 61,90 dB – 88,09 dB, dimana kebisingan yang dihasilkan melebihi dari nilai maksimum pada rumah sakit atau sejenisnya yang sebesar 55 dB. Artinya lebih besar 12,54% - 60,16% dari nilai maksimumnya. Dari hasil uji yang telah dilakukan Sound Level Meter (SLM) rancangan peneliti cukup efektif serta terdapat beberapa kelebihan dari Sound Level Meter (SLM) rancangan peneliti yaitu perancangannya yang lebih sederhana dan cukup mudah untuk dibawa kemanapun.

Kata Kunci: Lampu Lalu Lintas, Kebisingan, Sound Level Meter

Abstract

The traffic light on the Prambon highway, Prambon sub-district, and Sidoarjo district is a traffic light on a provincial-class road that is about 25 meters from the Prambon sub-district health center. Of course, noise is something that needs attention so that the patients being treated feel comfortable. The purpose of conducting this research is to determine the level of noise caused by vehicles at traffic lights at the Prambon Highway intersection. Then analyze the results of the noise generated by vehicles when stopping at traffic lights, taking into account the Decree of the Minister of Environment of 1996, No. KEP-48/MENLH/11/1996, using a sound level meter that has been designed by researchers and has been tested for accuracy. The research was conducted using quantitative methods and purposive sampling methods by determining the location and collecting research data. Data collection was carried out on Monday, December 5 2022, for 10 hours at an interval of 07.00 - 17.00 (WIB). From this study, a noise range value of 61.90 Db - 88.09 dB was produced, where the resulting noise exceeded the maximum value in a hospital or the like, which was 55 dB. This means that it is 12.54% - 60.16% greater than the maximum value. From the test results that have been carried out, the sound level meter (SLM) designed by the researchers is quite effective, and there are several advantages over the sound level meter (SLM) designed by the researchers, namely the design being simpler and quite easy to carry anywhere.

Keywords: Traffic light, Noise, Sound Level Meter

A REVIEW : STUDI STRUKTUR, DAN DESAIN DEVAIS PADA SISTEM KOMUNIKASI BAWAH AIR

2023-03-17T06:44:27+00:00

Abstrak

Hydrophone merupakan devais yang dapat menangkap gelombang akustik dengan prinsip kerja seperti microphone yang digunakan sebagai alat komunikasi bawah air. Dalam berkomunikasi di bawah air yang memiliki tekanan dan kerapatan yang tinggi dibutuhkan metode khusus menggunakan propagasi gelombang akustik, dikarenakan gelombang akustik mampu merambat dengan jangkauan yang jauh di bawah air dengan karakteristik yang berbeda beda Di dalam artikel ini memberikan gambaran yang komprehensif tentang perangkat komunikasi bawah air dengan mengumpulkan dan mengkategorikan semua informasi tentang perangkat pendengaran bawah air dan parameter yang mempengaruhi fungsi sistem komunikasi bawah air. Gelombang akustik sebagai media komunikasi lebih unggul daripada gelombang elektromagnetik didalam medium fluida dengan jarak jangkauan yang lebih jauh. Gelombang akustik diketahui secara optimal mampu untuk digunakan pada sistem komunikasi bawah air pada rentang frekuensi 20 Hz – 1 kHz. Literatur diringkas sehingga pembaca dapat dengan mudah merujuk ke desain yang cocok untuk skenario aplikasi yang diinginkan.

Kata Kunci: hydrophone, karakteristik, akustik, komunikasi bawah air

Abstract

Hydrophone is devais that can capture acoustic wave with a working principle like a microphone used as an underwater comunication. In communicating underwater which has high pressure and density, special methods are needed using acoustic waves can propagate long distances underwater with another characteristics. In this paper provides a comprehensive overview of underwater communication devais by collected and classified all information about underwater hearing devices and the parameters that affect the functioning of underwater communication systems. Acoustic waves as a communication medium are superior to electromagnetic waves in a fluid medium with a longer range. Acoustic waves are known to be optimally capable of being used in underwater communication systems in the frequency range of 20 Hz – 1 kHz. The literature is summarized so that the reader can easily refer to a design suitable for the desired application scenario.

Keywords: Hydrophone, characteristics, acoustic, underwater communication

ANALISIS ANOMALI GRAVITASI GUNUNG SEMERU PASCA ERUPSI 4 DESEMBER 2021

2023-05-12T04:15:48+00:00

Abstrak

Bencana erupsi vulkanik sering terjadi di Indonesia dengan kerugian material dan korban jiwa yang cukup besar. Erupsi Semeru tanggal 4 Desember 2021 memicu perdebatan tentang penyebab erupsi tersebut. Penelitian ini bertujuan menganalisis anomali gravitasi di sekitar puncak dan lereng Semeru, di mana pemetaan anomali gravitasi dan analisis terkait dilakukan berbasis data gravitasi dari satelit TOPEX tanggal 31 Agustus 2022. Pengolahan data gravitasi secara berjenjang dengan memisahkan anomali lokal dari anomali regional dan penerapan teknik sayatan digital pada peta anomali lokal mengonfirmasi temuan penelitian ini, yaitu bencana vulkanik 4 Desember 2021 yang dipicu cuaca ekstrim merupakan aliran deposit lahar dari area sekitar puncak menuruni lereng Semeru. Hasil pemetaaan topografi 3D anomali lokal dan interpretasi analisis terkait menunjukkan secara jelas bahwa aliran deposit lahar menuju ke arah tenggara dan mencapai jarak sejauh 17 km dengan lebar maksimum 2 km, identik dengan temuan terdahulu dalam konteks arah dan lebar aliran lahar serta mekanisme pemicu bencana aliran lahar, namun sedikit berbeda dalam konteks panjang ekstensi aliran lahar. Karakterisasi aliran lahar Semeru pasca bencana 4 Desember 2021 adalah penting sebagai bagian dari upaya pengurangan risiko bencana sekunder Semeru bagi penduduk lokal pada masa yang akan datang. Pengembangan metode bisa dilakukan untuk pemetaan anomali gravitasi di sekitar lereng gunung api Indonesia yang lain dalam rangka identifikasi batuan bawah permukaan di area gunung api. Hal ini penting untuk peluang eksplorasi sumber daya mineral dan panas Bumi sebagai sumber energi alternatif yang ramah lingkungan.

Kata Kunci: Gunung Semeru, anomali gravitasi, TOPEX, anomali lokal, aliran lahar

Abstract

Volcanic eruption often occurs in Indonesia with significant property losses and casualties. Eruption of Semeru on 4 December 2021 sparked debate about the main cause of the eruption. This study aims to analyse gravity anomaly around the peak and slopes, where gravity anomaly and corresponding analysis were carried out using gravity data from TOPEX on 31 August 2022. Data processing was performed in steps by separating local anomaly from regional one and applying technique of incisions on the local anomaly to confirm the findings that the disaster on 4 December 2021 was mainly triggered by extreme weather, generating lahar flow from the peak that accelerated down the Semeru slopes. The results of 3D topographic mapping applied to the local anomaly and related analysis clearly showed that the flow of lahar deposit was heading southeast and reached a distance of 17 km away with a maximum width of 2 km, the same as previous work in the context of the direction and width of the flow but differing from the previous work of 20 km in the context of length extention. The characterisation of the flow after the 4 December 2021 Semeru disaster is important as part of effort to reduce volcanic risk for local population in the future. The development of the current method could then potentially be applied to map gravitational anomalies in other Indonesian volcanoes to identify subsurface structure in the volcanic environment. This is important to explore mineral and geothermal resources as an alternative source for renewable energy.

Keywords: Mount Semeru, gravity anomaly, TOPEX, local anomaly, lahar flow

ANALISIS POTENSI BAHAYA BENCANA SEISMIK DAN KERENTANAN WILAYAH NTB DAN NTT

2023-05-12T04:27:07+00:00

Abstrak

Upaya pengurangan risiko bencana seismik bisa dilakukan melalui analisis potensi bahaya dan kerentanan wilayah terhadap bencana seismik berbasis perhitungan parameter dan yang mendiskripsikan level seismisitas dan akumulasi stres batuan bawah permukaan. Studi kasus dalam penelitian ini adalah Provinsi NTB dan NTT dengan data gempa dari katalog USGS antara 1970-2021 dan magnitudo 3,1 ≤ ≤ 8,3 serta kedalaman sumber mencapai 640 km. Kedua parameter diperoleh dari hukum Gutenberg-Richter dan pendekatan maximum likelihood dengan memanfaatkan distribusi frekuensi-magnitudo (FMD) untuk 4 zona seismik yang merepresentasikan kedua provinsi dan kedua sumber pemicu gempa, yaitu Flores Backarc di utara dan zona megathrust di selatan kedua provinsi. Kurva FMD menunjukkan bahwa nilai antara 8-9 dengan rata-rata 6,6 refleksi dari seismisitas dan seismicity rate yang tinggi sedangkan nilai antara 1,01-1,21 indikator mayoritas kejadian gempa adalah moderate magnitudes (4,5 ≤ ≤ 7,0). Meski gempa besar jarang terjadi, namun jalur sesar Flores Backarc berada di Laut Flores yang memanjang dari ujung barat sampai timur wilayah perairan utara NTB dan NTT sehingga potensi pembangkitan gelombang tsunami akibat aktivitas Flores Backarc tetap ada seperti saat gempa 7,8 memicu tsunami Flores 1992. Demikian pula, gempa kuat 8,3 berpusat di perairan selatan NTB memicu tsunami Sumba 1977. Histogram gempa terhadap kedalaman menunjukkan bahwa mayoritas kejadian merupakan shallow events dengan rata-rata kedalaman sumber 35-40 km. Dengan seismisitas tinggi, mayoritas sumber dangkal dan beberapa kali diguncang gempa bawah laut baik di utara maupun selatan, maka kerentanan wilayah NTB dan NTT terhadap bencana seismik perlu diwaspadai.

Kata Kunci: : seismisitas, kerentanan wilayah, NTB dan NTT, a-value, b-value

Abstract

Seismic risk reduction can be peformed by analyzing hazard potential and vulnerability to seismic disasters by calculating parameters and , describing seismicity and stress in subsurface structure. This study examines NTB and NTT vulnerability with the data from USGS between 1970-2021, magnitudes of 3.1 ≤ ≤ 8.3 and source depth of up to 640 km. The parameters were derived from the Gutenberg-Richter law and the maximum likelihood approach by utilizing magnitude-frequency distribution (FMD) for 4 seismic zones to accommodate the provinces and two sources of earthquake: Flores Backarc to the north and a megathrust zone to the south of the provinces. The FMD curves for all seismic zones show that -value ranges from 8-9 with average 6.6 reflecting a high rate of seismicity while -value varies between 1.01-1.21 indicating the majority of events occur at moderate magnitudes (4.5 ≤ ≤ 7.0). Although large earthquakes rarely occur, Flores Backarc extends from the western to the eastern tip of the provinces’ northern waters so that tsunami generation due to sesar activity remains possible, as it occured when the 7.8 earthquake triggered the 1992 Flores tsunami. Likewise, a strong 8.3 earthquake centered in the southern water of NTB triggered the 1977 Sumba tsunami. The histogram against depth shows that most events occur at shallow sources with an average depth of 35-40 km. With high seismicity, many sources are shallow and several times hit by earthquakes on the sea in the northern and southern waters, the vulnerability of the NTB and NTT regions needs to be evaluated.

Keywords: seismicity, vulnerability area, NTB and NTT, a-value, b-value

ANALISIS ATENUASI MAXIMUM TSUNAMI AMPLITUDE DAN ENERGY DECAY TIME UNTUK TSUNAMI LINTAS SAMUDERA PASIFIK

2023-05-12T23:59:51+00:00

Abstrak

Saat merambat di laut lepas, tsunami mengalami pelemahan energi yang terukur sebagai pelemahan amplitudo maksimum. Dalam hal ini, evolusi amplitudo maksimum bisa digunakan untuk menentukan energy decay time yang didefinisikan sebagai waktu dari saat pembangkitan tsunami sampai saat tsunami tidak lagi mendapat pasokan energi dari sumber. Grafik atenuasi amplitudo maksimum untuk ketujuh kasus tsunami dalam penelitian ini (Samoa 2009; Maule, Chili 2010; Tohoku, Jepang 2011; Iquique, Chili 2014; Illapel, Chili 2015; Chiapas, Mexico 2017 dan Hunga Tonga–Hunga Haʻapai (HTHH), Tonga 2022) menunjukkan pelemahan amplitudo maksimum melalui dua fase. Fase pertama ditandai pelemahan amplitudo maksimum secara cepat terhadap jarak dan waktu tempuh dalam pengamatan medan dekat (3200 km). Fase kedua ditandai amplitudo maksimum yang relatif konstan dalam pengamatan medan jauh (> 3200 km). Penentuan energy decay time ketujuh kasus telah mempertimbangkan sebaran energi gelombang tsunami dalam perimeter Samudera Pasifik. Untuk kasus Maule, Chili 2010; Tohoku, Jepang 2011; Iquique, Chili 2014 dan Illapel, Chili 2015, energy decay time adalah 22,5 jam tidak berbeda jauh dari temuan terdahulu. Untuk kasus Samoa 2009, energy decay time adalah 16,36 jam tidak berbeda jauh dari temuan terdahulu pada kasus yang sama dan untuk volcanic tsunami (HTHH, Tonga 2022), energy decay time adalah 14,46 jam, indikasi serapan internal yang dipicu oleh distribusi frekuensi tsunami. Untuk kasus Chiapas, Mexico 2017, energy decay time hanya 9,23 jam, indikasi large power dissipation karena serapan eksternal oleh continental shelves dekat episenter gempa.

Kata Kunci: maximum tsunami amplitude, jarak dan waktu tempuh, energy decay time

Abstract

When propagating at sea, a tsunami experiences energy attenuation measured as maximum amplitude reduction used to determine energy decay time defined as the time taken from tsunami generation to a time when the wave no longer gets energy supply from the source. Graphs of the amplitude reduction for seven cases in this study (2009 Samoa; 2010 Maule, Chile; 2011 Tohoku, Japan; 2014 Iquique, Chile; 2015 Illapel, Chile; 2017 Chiapas, Mexico and 2022 Hunga Tonga–Hunga Haʻapai (HTHH, Tonga) showed systematically attenuated maximum amplitude through two phases. The first phase was characterized by rapid attenuation of the amplitude with respect to travel distance and time in near-field observations (3200 km). The second one was characterized by a relatively constant maximum amplitude in far-field observations (> 3200 km). Energy decay time determination has considered tsunami energy distribution in the Pacific perimeter. For the case of the 2010 Maule, Chile; 2011 Tohoku, Japan; 2014 Iquique, Chile and 2015 Illapel, Chile, mean decay time was 22.5 hours, slightly different from previous finding. For the 2009 Samoa, the decay time was 16.36 hours, slightly different from previous finding for the same case while for a volcanic tsunami (HTHH, Tonga 2022), the decay time was 14.46 hours, indicating internal absorption due to frequency distribution. For the 2017 Chiapas, Mexico, the decay time was only 9.23 hours, showing large power dissipation due to external factors, such as continental shelves near the epicenter.

Keywords: maximum tsunami amplitude, travel distance, travel time, energy decay time

ANALISIS ASPEK KINEMATIK PERAMBATAN RUPTURE GEMPA SUMATERA-ANDAMAN 26 DESEMBER 2004

2023-05-13T00:04:01+00:00

Abstrak

Gempa Sumatera-Andaman 2004 memicu tsunami global yang menyapu pesisir barat Provinsi Aceh dan wilayah terdampak lain di berbagai belahan dunia. Banyak hal penting, misalnya proses kinematik rupture belum terjawab tuntas. Pertanyaan tentang parameter kinematik rupture (rupture duration, rupture extent, rupture speed, rupture directivity) dan mengapa Phuket, Thailand yang terpisah oleh daratan Sumatera bagian utara ikut terdampak tsunami dijawab melalui penelitian ini. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menganalisis dan mendiskripsikan proses rupture gempa 9,1 Sumatera-Andaman 2004 dengan bantuan metode 0,25-1,0 Hz multiple signal classification back-projection imaging (MUSIC BPI) berbasis sinyal seismik gelombang P koheren berfrekuensi tinggi yang diperoleh dari jaringan stasiun seismik Eropa (EU array). Hasil analisis citra proses rupture beresolusi tinggi mendiskripsikan rambatan unilateral energi gempa megathrust menuju ke arah utara sepanjang jalur zona subduksi pertemuan Lempeng India, Lempeng Australia dan Lempeng Burma melewati Kepulaun Nicobar menuju Kepulauan Andaman. Analisis lanjut memanfaatkan radiator berfrekuensi tinggi menemukan radiasi gempa selama 480 s (durasi rupture) yang berkorelasi dengan panjang rupture 1400 km dan memindahkan energi gempa dengan laju 2,9 km/s (kecepatan rupture). Temuan penelitian ini sama dengan hasil-hasil penelitian terdahulu. Mekanisme pelepasan energi berlangsung dalam beberapa tahap, di mana pada detik ke 160 yang setara dengan jarak tempuh sekitar 400 km, energi gempa mencapai Kepulauan Nicobar dan mengalami amplifikasi akibat efek lokal sehingga memicu episenter baru sesudah episenter utama yang berada di lepas pantai barat Sumatera bagian utara. Episenter baru inilah yang memicu gelombang tsunami yang menerjang wilayah Phuket, Thailand.

Kata Kunci : kinematika rupture, gempa Sumatera-Andaman 2004, MUSIC BPI

Abstract

The 2004 Sumatra-Andaman earthquake triggered a global tsunami striking the west coast of Aceh Province and other affected areas around the world. Many things, such as rupture kinematics have not been resolved. Questions about kinematic parameters (rupture duration, rupture extent, rupture speed, rupture directivity) and why Phuket, Thailand, separated by northern Sumatra mainland, was affected by the wave are explained in this study. Thus, this study aims to analyze rupture processes of the 2004, 9,1 Sumatra-Andaman event using 0.25-1.0 Hz multiple signal classification back-projection imaging (MUSIC BPI) on coherent P-wave signals. The high-frequency signals were obtained from a network of European stations (EU array). The results of high-resolution rupture image analysis showed unilateral propagation of the energy, heading north along the subduction zone where Indian, Indo-Australian and Burmese plates meet and passing through Nicobar Islands towards Andaman Islands. Further analysis of high-frequency radiators found that the radiation lasted for 480 s (rupture duration) which correlated to a rupture length of 1400 km and transported the energy at a rate of 2.9 km/s (rupture velocity). All findings agree well with previous work. In addition, mechanisms for energy release took place in several stages, where at 160 seconds equivalent to a distance of 400 km, the energy reached Nicobar Islands and experienced amplification owing to local effects, causing a new epicenter after the main one, located off the westcoast of northern Sumatra Island. This new epicenter triggered a tsunami wave that hit Phuket, Thailand.

Keywords: rupture kinematics, Sumatra-Andaman 2004 earthquake, MUSIC BPI