Latar Belakang Penelitian. Kegagalan struktur-struktur teknik, seperti jembatan dan pesawat terbang, sering mengakibatkan kerugian besar bahkan kematian. Sebagai contoh, runtuhnya jembatan Kutai Kartanegara di Samarinda, Indonesia pada tanggal 26 November 2011 mengakibatkan 24 korban jiwa, 39 korban luka, dan rusaknya selusin kendaraan roda empat. Jembatan tersebut dibangun kembali dengan biaya Rp288 miliar. Kecelakaan seperti ini dapat dihindari dengan menggunakan sistem pemantauan kesehatan struktur (Structural Health Monitoring, SHM) system. Dewasa ini, SHM menjadi makin penting dari segi ekonomi dan bisnis, teknologi, dan penelitian. Dari suduk akademik, jumlah artikel yang membicarakan SHM meningkat dengan drastis. Belum lama ini penerbit SAGE membuat jurnal Structural Health Monitoring. Sebelumnya penerbit Springer membuat Journal of Civil Structural Health Monitoring. Dari segi ekonomi dan bisnis, banyak struktur tua masih terus digunakan karena pertimbangan ekonomi. Sebagai contoh, TNI AU masih menggunakan pesawat Hercules C-130 yang diterima pada tahun 1975. Pesawat terbang komersial yang umumnya didisain untuk masa operasi 25 tahun sampai 30 tahun masih banyak dijumpai. Dari segi teknologi, kita melihat makin banyaknya struktur teknik yang dibuat dengan prinsip damage tolerance. Dengan pendekatan ini, struktur dapat dibuat lebih murah dan efisien dalam operasinya. Akan tetapi, struktur yang dihasilkan haruslah dilengkapi dengan sistem pemantauan yang berkelanjutan. Struktur diijinkan untuk mengandung kerusakan (damage) akan tetapi ia mesti bisa tetap bekerja dengan baik sebelum kerusakan mencapai ukuran kritis. SHM dibutuhkan untuk memantau perkembangan kerusakan ini. Sistem-sistem SHM meliputi sistem sensor, sistem penyimpanan data, analisis data, dan sistem penampilan data. Penguasaan seluruh sistem-sistem di atas sangat penting karena potensi ekonominya yang sangat besar. Kesempatan bagi Indonesia sebagai pengembang sistem SHM masih terbuka. Jika pada akhirnya bangsa ini menggunakan nuklir sebagai penghasil energi, maka instalasi sistem reaktor nuklir juga harus dilengkapi dengan sistem SHM. Sudah jelas bahwa pengembangan sistem SHM memiliki tingkat kepentingan yang tinggi dengan potensi ekonomi yang besar untuk bangsa Indonesia. Tujuan Penelitian. Salah satu aspek penting untuk mengembangkan sistem SHM adalah pengembangan metode analitik untuk prediksi kerusakan struktur. Metode ini mengatur relasi antara reaksi struktur teknik dengan kerusakan-kerusakan yang dikandung oleh struktur. Dengan ditemukannya relasi ini, maka data-data reaksi struktur seperti deformasi dan getaran dapat digunakan untuk menghitung posisi, jenis, dan tingkat kerusakan. Dalam banyak literatur ilmiah, relasi ini dibangun berdasarkan frekuensi dasar struktur dan bentuk getaran. Banyak publikasi mengajukan metode baru yang pada dasarnya juga menggunakan kedua data di atas. Penelitian ini bertujuan untuk menemukan metode (pendekatan) baru di mana kerusakan struktur bisa diprediksi menggunakan data-data deformasi dan getaran struktur. Metode ini memiliki Ringkasan penelitian tidak lebih dari 500 kata yang berisi latar belakang penelitian, tujuan dan tahapan metode penelitian, luaran yang ditargetkan, serta uraian TKT penelitian yang diusulkan. landasan teori yang kuat karena didasarkan pada ilmu mekanika bahan yang telah dikembangkan lebih dari 150 tahun dari jaman Saint Venant. Walaupun demikian, perlu diingat bahwa temuan di atas hanyalah satu bagian dari keluruhan sistem SHM. Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah menghasilkan sistem SHM yang siap untuk digunakan. Perlu diingat bahwa hal yang ingin dibangun adalah jantung dari sistem SHM. Tahapan Penelitian. Dalam bahasa yang sangat sederhana, model-model matematis untuk prediksi kerusakan dapat dibuat jika telah tersedia data-data mengenai deformasi dan getaran struktur, juga informasi mengenai kerusakan, telah tersedia. Dalam dua tahun pertama, penelitian akan diarahkan untuk menghasilkan data-data tersebut dan juga pengembangan metode prediksi. Salah satu cara yang cukup efektif adalah simulasi dengan metode elemen hingga. Walaupun demikian, model elemen hingga dengan akurasi yang tinggi atau high fidelity akan membutuhkan sistem komputasi yang besar. Dalam dua tahun pertama, beberapa model akan dihasilkan, dan akan digunakan layanan komputasi berbasis cloud. Uraian TKT Penelitian. Walaupun peneliti berkeinginan membangun sistem SHM dari sensor sampai antar-muka di tingkat pengguna, dalam tahapan sekarang ini, penelitian diarahkan untuk pengembangan model matematis untuk memprediksi posisi, jenis, dan tingkat kerusakan berdasarkan informasi deformasi dan getaran struktur. Dengan demikian, penelitian berada dalam rentang TKT 1 sampai 3.

Sistem Pemantauan Kesehatan Stuktur, Getaran Struktur; Kerusakan Struktur, Metode Elemen Hingga , Fitur-Fitur Kerusakan

• Prof. Fergyanto E. Gunawan, Dr. Eng