1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Terapi oksigen hiperbarik atau hyperbaric oxygen therapy adalah terapi

medis dimana pasien berada dalam suatu ruangan udara bertekanan tinggi

(hyperbaric chamber) dan menghirup 100% oksigen yang mana tekanan oksigen

tersebut lebih tinggi daripada tekanan udara atmosfir (hingga mencapai 3 ATA)

(Oktaria, 2009). Awalnya, terapi ini hanya ditujukan kepada para penyelam

terutama angkatan laut yang menderita decompression sickness. Seiring dengan

berjalannya waktu, penggunaan HBOT pun semakin meluas seperti untuk

mengobati luka bakar, luka pasca operasi, vertigo, stroke, dan lain-lain. Bahkan

saat ini, terapi ini mulai banyak digunakan untuk membantu penyembuhan luka

akibat diabetes (Oktaria, 2009). Hal tersebut sangat sesuai dengan kondisi

masyarakat Indonesia yang mana jumlah penderita diabetesnya menempati

peringkat 7 dunia (IDF, 2014). Dan pemakaiannya semakin populer sebagai terapi

kebugaran tubuh serta untuk kecantikan yang bertujuan memberikan efek tampil

awet muda (Oktaria, 2009).

Di Indonesia, jumlah alat HBOT dapat dikatakan sangat terbatas. Hal ini

mengingat hanya beberapa rumah sakit besar di wilayah tertentu yang

memilikinya seperti di RS PT Arun, Aceh; RSAL Dr Midiyatos, Tanjung Pinang;

RSAL Dr Mintohardjo, Jakarta; RS Pertamina Cilacap; RS Panti Waluyo, Solo;

Lakesla TNI AL, Surabaya; RSU Sanglah, Denpasar; RS Pertamina Balikpapan;

RS Gunung Wenang, Manado; RSU Makasar; RSAL Halong, Ambon; dan RS

Petromer, Sorong (Oktaria, 2009). Terbatasnya alat HBOT diduga karena

sebagian besar alat terapi ini masih diimpor dari luar negeri dan harganya sangat

mahal. Padahal kontribusi terapi HBOT kepada kesehatan masyarakat luas telah

terbukti ampuh sebagai terapi penunjang (selain terapi obat oleh dokter). Hal ini

2

menunjukkan bahwa alat HBOT sangat mendesak untuk dapat diproduksi dan

dikembangkan secara mandiri.

Pada umumnya, alat HBOT yang banyak dijumpai terdiri dari chamber,

sistem kontrol, kompresor, dan tabung oksigen. Dari berbagai komponen yang

ada, chamber merupakan komponen yang paling penting untuk diperhatikan.

Terdapat dua jenis chamber, yaitu monoplace chamber dan multiplace chamber.

Pada monoplace chamber, ruangan hiperbarik hanya digunakan untuk terapi satu

orang pasien (Mortensen, 2008). Terapi dilaksanakan dengan memasukkan 100%

oksigen ke dalam ruangan tersebut. Dalam hal ini, pasien dapat bernafas dengan

bebas tanpa menggunakan masker. Sedangkan pada multiplace chamber, ruangan

hiperbarik digunakan untuk lebih dari satu orang pasien dengan masing-masing

pasien menggunakan masker atau penutup kepala (helm) untuk keperluan suplai

oksigen bertekanan (Mortensen, 2008). Kebanyakan alat HBOT tipe multiplace

yang ada di rumah sakit adalah bersifat non-transportable atau tidak bisa

dipindahkan. Oleh karena itu, diperlukan adanya kemampuan hyperbaric chamber

yang transportable sehingga terapi ini dapat dilakukan di luar rumah sakit bila

terdapat pasien yang memiliki keadaan darurat. Untuk dapat mengembangkan

hyperbaric chamber transportable maka diperlukan beberapa kajian guna

memperoleh suatu desain ruangan hiperbarik yang repersentatif. Adapun kajian

tersebut meliputi kekuatan konstruksi pada bentuk chamber, tingkat kenyamanan

pasien, serta proses manufaktur dari bentuk ruangan hiperbarik.

Perancangan desain awal chamber tipe multiplace sebelumnya telah

dilakukan oleh Putro (2015) dalam tugas akhirnya yang mana juga merupakan

salah satu rangkaian dari kegiatan penelitian skema RAPID 2014. Kegiatan

penelitian berkelanjutan ini dilakukan selama 3 tahun dan terbagi menjadi 3 step.

Adapun Road map atau skema penelitian RAPID 2014 dapat dilihat pada gambar

di bawah ini.

3

Pada tugas akhir ini, penelitian masih difokuskan pada step 1 pada bagian

sistem Finite Element Design Simulation dengan mengembangkan dan

memodifikasi desain awal chamber (Preliminary II) yang dirancang oleh Putro

(2015). Pengembangan dan modifikasi kali ini lebih menitikberatkan pada bentuk

kerangka profil atau penguat chamber yang terdapat pada Desain Preliminary II

yang mana masih menggunakan jenis profil H yang tersedia di pasaran. Hal ini

dilakukan guna mengurangi bobot chamber yang diduga akibat penggunaan

kerangka profil H itu sendiri sehingga perlu dilakukan modifikasi dengan

menggunakan profil yang di-custom. Meskipun akan menambah beban pada

proses manufaktur, akan tetapi jika ditinjau dari sisi harga akan relatif lebih murah

jika dibandingkan dengan profil yang tersedia di pasaran. Pembuatan profil

kerangka baja dengan pengerjaan custom dipandang sangat efisien karena dapat

menghemat angka pengeluaran untuk pembelian material. Hal ini sangat penting

karena suatu desain atau rancangan yang sempurna tidak hanya

Gambar 1.1 Road Map Penelitian RAPID HBOT

4

mempertimbangkan kekuatan dan keamanan, akan tetapi juga mempertimbangkan

nilai ekonomis dalam pembuatannya. Selain itu, ukuran dari baja profil juga dapat

dibuat sesuai dengan kebutuhan.

. Secara keseluruhan, chamber mempunyai bentuk yang kompleks.

Melihat tingkat kompleksitas yang tinggi serta keterbatasan perhitungan dan alat

dalam melakukan analisis, diperlukan tool untuk memecahkan permasalahan

analisis yang dimaksud untuk penyelesaian yang lebih efisien. Adapun analisis

menggunakan software Finite Element Analysis (FEA) Simulia Abaqus 6.11.

1.2 Rumusan Masalah

Seperti yang telah disebutkan di atas, bahwa penggunaan kerangka profil

baja H pada Preliminary Desain Chamber dipandang masih terlalu berat untuk

hyperbaric chamber yang bersifat transportable. Oleh karena itu, diperlukan

suatu modifikasi dan custom-isasi terhadap kerangka profil baja yang akan

digunakan untuk chamber sehingga diharapkan menghasilkan suatu chamber

dengan bobot yang ringan. Sehingga, rumusan permasalahan yang akan

dipecahkan melalui penelitian ini adalah:

1. Diperlukan modifikasi rancangan ruangan hiperbarik dengan kerangka

profil baja yang kuat dan ringan untuk support chamber sehingga

mengoptimalkan penggunaan material (ekonomis).

2. Desain konstruksi yang dibuat memiliki kemudahan dalam manufaktur

(manufacturability).

3. Diperlukan suatu investigasi numerik dalam menganalisis kekuatan

chamber untuk menahan tekanan internal mengingat desain konstruksi

yang sangat kompleks.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam tugas akhir ini meliputi:

• Studi numerik dilakukan pada suatu desain ruangan hiperbarik multiplace

yang berbentuk rectangular (penampang persegi).

• Kapasitas ruangan hiperbarik yang dirancang adalah untuk 6 pasien dan 1

perawat.

5

• Kajian numerik FEA menggunakan bantuan paket software Simulia

Abaqus.

• Tekanan internal yang bekerja pada chamber maksimum 3 ATA (3 kali

atmosfir normal) dengan faktor keamanan 2.

• Hasil simulasi FEA ditampilkan dalam bentuk gambar berupa kontur

tegangan yang terjadi pada chamber kemudian membandingkan tegangan

maksimum yang terjadi serta bobot chamber.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:

Memperoleh suatu desain chamber yang teruji kuat dan aman dalam

menahan tekanan terapi saat dioperasikan.

Menghasilkan desain chamber yang juga memiliki bobot seringan

mungkin sehingga dapat menghemat penggunaan material (lebih

ekonomis) dan mudah untuk dipindahkan.

Menghasilkan desain chamber yang memiliki kemudahan dalam

manufaktur (manufacturability).

Membandingkan hasil desain chamber dari yang sebelumnya berdasarkan

kekuatan dan bobot yang dimiliki.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah memperoleh

suatu desain hyperbaric chamber dengan bobot yang lebih ringan dari yang

sebelumnya dan memiliki kemudahan manufaktur serta teruji aman untuk

menahan tekanan maksimum 3 ATA.

6

1.6 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, dan sistematika penulisan.

2. Bab II – Tinjauan Pustaka

Menguraikan penelitian-penelitian mengenai sejarah alat HBOT, desain

alat HBOT yang sudah ada, desain awal hiperbarik chamber yaitu

Preliminary I dan Preliminary II.

3. Bab III – Landasan Teori

Memberikan gambaran tentang teori terapi oksigen hiperbarik, pemilihan

material, faktor keamanan, perancangan manual rectangular chamber,

persamaan dasar pada metode elemen hingga, serta pengenalan software

komputasi metode elemen hingga.

4. Bab IV – Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian berisi tentang sistematika perancangan,

perancangan ruangan hiperbarik dan prosedur perancangan menggunakan

software komputasi metode elemen hingga (FEM).

5. Bab V – Hasil dan Pembahasan

Membahas hasil simulasi desain chamber dan perbandingannya dengan

hasil desain yang sudah dibuat sebelumnya (Preliminary II)

6. Bab VI – Penutup

Berisi kesimpulan penelitian dan saran untuk penelitian selanjutnya.