PENGEMBANGAN
CAUSAL LOOP DIAGRAM
UNTUK
SISTEM MANAJEMEN SAMPAH PERKOTAAN
Karya ilmiah yang diajukan sebagai ujian tengah semester mata kuliah pemodelan sistem informasi geografis (GD6105)
ADAM IRWANSYAH FAUZI 25117005
PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI & GEOMATIKA
FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
DAFTAR ISI
2.1 Manajemen Sampah ... 3
2.2.1 Klasifikasi Sampah ... 3
2.2.2 Pengurangan Sampah ... 4
2.2.2.1 Pengomposan ... 5
2.2.2.2Reduce, Reuse, Recycle ... 5
2.2.3 Pemilihan Sampah ... 5
2.2.4 Pengumpulan Sampah ... 6
2.2.5 Pengangkutan Sampah ... 6
2.2.6 Pengolahan Sampah ... 6
2.2.7 Pemrosesan Akhir Sampah ... 6
2.2 Pemodelan Sistem Dinamik ... 7
2.2.1 Causal Loop Diagram ... 7
BAB III Model Sistem Manajemen Sampah ... 8
3.1 Deskripsi Model Sistem ...8
3.2 Variabel- Variabel Model Sistem ... 8
3.3 Causal Loop Diagram ... 9
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ... 11
4.1 Kesimpulan ... 11
4.2 Saran ...11
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu dampak perkembangan pembangunan yang paling menonjol dan memerlukan perhatian yang sangat besar adalah masalah persampahan. Hal ini dibuktikan dengan masih ditemukannya tumpukan sampah di berbagai sudut kota-kota besar di Indonesia. Hal ini terjadi di karenakan ketidaksanggupan TPA menampung jumlah timbulan sampah yang semakin hari semakin bertambah. Keterbatasan sarana dan prasarana pengolahan serta lemahnya manajemen manajemen mengakibatkan tidak terurusnya tumpukan sampah yang menggunung di TPA.
Semakin meningkatnya volume timbunan sampah tersebut dikhawatirkan akan menyebabkan timbulnya berbagai permasalahan seperti menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan, timbulnya berbagai penyakit menular maupun penyakit kulit serta gangguan pada pernapasan, dan menurunnya nilai estetika lingkungan. Upaya mengatasai permasalahan manajamen sampah di perkotaan dapat dilakukan melalui pemodelan sistem dinamik.
Sistem dinamik digunakan untuk mengambarkan perilaku sistem yang rumit dan kompleks. Manajemen dan manajemen persampahan merupakan persoalan kompleks karena berhubungan
secara keseluruhan (Kollikkathara et al., 2010). Beberapa sektor manajemen sampah
berkembang secara dinamik seiring berjalannya waktu. Simulasi model sistem dinamik dapat membantu memahami perilaku sistem pada kondisi saat ini. Hasil simulasi skenario dapat dianalisis sehingga didapatkan alternatif manajemen yang berpotensi memperbaiki perilaku sistem saat ini (Yuan, 2012).
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Ruang Lingkup
Ruang lingkup dalam makalah ini antara lain :
1. Persoalan sampah yang diamati khusus pada kawasan perkotaan
2. Struktur model sistem mencakup klasifikasi, pengurangan, pemilihan, pengumpulan,
pengangkutan, dan pemrosesan akhir sampah
1.4 Tujuan
Tujuan umum makalah ini adalah untuk membangun model sistem yang menggambarkan kondisi umum dari persoalan sampah di perkotaan sehingga dapat digunakan dalam merancang strategi dan model kebijakan dalam manajemen sampah di perkotaan.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan makalah ini terbagi menjadi empat bab, yaitu pendahuluan, teori dasar, model sistem dinamik manajemen sampah, serta kesimpulan dan saran. Pada bab satu akan dibahas mengenai latar belakang pengangkatan makalah ini, rumusan masalah, ruang lingkup, tujuan penelitian, serta sistematika penulisan. Pada bab dua akan disajikan penjelasan umum dan aspek-aspek yang akan dikaji dengan menggunakan berbagai literatur sebagai sumbernya yaitu terkait manajemen sampah dan model sistem dinamik . Bab tiga akan menjabarkan deskripsi
umum model sistem manajemen sampah, komponen model sistem, dan causal loop diagram.
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Manajemen Sampah
Manajemen sampah perkotaan merupakan bagian terintegrasi dari perencanaan lingkungan perkotaan. Karakteristik dan kuantitas timbulan sampah domestik, komersial dan aktivitas industri pada suatu negara dipengaruhi oleh pertumbuhan penduduk, naiknya standart hidup dan perkembangan teknologi. Pengumpulan, pengangkutan, pengolahan dan penimbunan sampah perkotaan menengah dan besar telah menjadi masalah yang relatif sulit untuk dipecahkan (Zhang et al., 2010). Manajemen sampah terdiri dari kegiatan pengurangan dan penanganan sampah. Kegiatan pengurangan sampah dapat dilakukan dengan melakukan
pengomposan dan 3R (reduce, reuse dan recycle). Kegiatan penanganan sampah meliputi
pemilahan, pengumpulan, pengangkutan, pengolahan dan pemrosesan akhir sampah (Kementrian Pekerjaan Umum, 2013).
2.1.1 Klasifikasi Sampah
Dewi (2008) mengemukakan sampah adalah material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya suatu proses. Sampah merupakan konsekuensi dari adanya aktivitas manusia, namun pada prinsipnya sampah adalah suatu bahan yang terbuang atau dibuang dari sumber hasil aktivitas manusia maupun alam yang belum memiliki nilai ekonomis. Sampah lebih rinci dibagi menjadi:
• Sampah manusia, merupakan buangan yang dikeluarkan oleh tubuh manusia sebagai hasil
pencernaan. Tinja dan air seni adalah hasilnya. Sampah manusia tersebut dapat berbahaya bagi kesehatan karena bias menjadi vektor penyakit yang disebabkan oleh bakteri dan virus;
• Limbah, merupakan buangan yang berasal dari rumah tangga maupun pabrik. Limbah cair
rumah tangga umumnya dialirkan ke saluran tanpa proses penyaringan seperti sisa air mandi, bekas cucian, dan limbah dapur. Sementara itu, limbah pabrik perlu diolah secara khusus sebelum dilepas ke alam bebas agar lebih aman. Namun tidak jarang limbah bahaya tersebut disalurkan ke sungai atau laut tanpa penyaringan;
• Refuse (sampah), diartikan sebagai bahan sisa proses industri atau hasil sampingan
• Bahan sisa industri, umumnya dihasilkan dalam skala besar dan merupakan bahan buangan dari sisa proses industri.
Menurut Suriawiria (2003) sampah berdasarkan sumbernya digolongkan dalam dua kelompok besar yaitu:
• Sampah domestik, yaitu sampah yang sehari-hari dihasilkan yang bersumber dari aktivitas
manusia secara langsung, baik dari rumah tangga, fasilitas umum, tempat komersil, dan perkantoran;
• Sampah non-domestik, yaitu sampah yang sehari-hari dihasilkan yang bersumber dari
aktivitas manusia secara tidak langsung, baik dari pabrik, industri, pertanian, peternakan, dan perikanan.
Berdasarkan bentuknya, sampah digolongkan ke dalam tiga kelompok besar yaitu:
• Sampah padat, yaitu sampah yang berasal dari sisa tanaman, hewan, kotoran ataupun
benda-benda lainnya yang bentuknya padat;
• Sampah cair, yaitu sampah yang berasal dari buangan pabrik, industri, pertanian,
perikanan, peternakan atau pun manusia yang berbentuk cair, misalnya air buangan dan air seni;
• Sampah gas, yaitu sampah yang berasal dari knalpot kendaraan bermotor, dan cerobong
pabrik yang semuanya berbentuk gas atau asap.
Berdasarkan jenisnya, sampah dibedakan menjadi dua kelompok yaitu:
• Sampah organik, yaitu jenis sampah yang sebagian besar tersusun oleh senyawa organik
(sisa tanaman, hewan atau kotoran);
• Sampah anorganik, yaitu jenis sampah yang tersusun oleh senyawa anorganik (plastik,
botol, logam).
Berdasarkan jenisnya, sampah memiliki dua sifat yang berbeda, yaitu:
• Sampah yang bersifat degradabel, yaitu sifat sampah yang secara alami dapat/mudah
diuraikan oleh jasad hidup (khususnya mikroorganisme), contohnya sampah organik;
• Sampah yang bersifat non-degradabel, yaitu sifat sampah yang secara alami sukar atau sangat sukar untuk diuraikan oleh jasad hidup, contohnya sampah anorganik.
2.1.2 Pengurangan Sampah
Pengurangan sampah dapat dilakukan melalui kegiatan pengomposan dan 3R (Reduce, Reuse,
2.1.2.1 Pengomposan
Kegiatan pengomposan merupakan salah satu metode manajemen sampah yang bertujuan untuk mengurangi volume sampah atau merubah komposisi dan bentuk sampah menjadi produk yang bermanfaat. Pengomposan dapat dilakukan langsung pada sumbernya, pada tempat yang dirancang khusus (rumah kompos), Tempat Pembuangan Sementara (TPS) atau Tempat Pemrosesan Akhir (TPA) (Yenie, 2010). Pengomposan sering digunakan di negara berkembang untuk mengurangi sampah yang masuk ke TPA karena investasi fasilitas manajemen yang lebih murah daripada pengolahan sampah lainnya (Troschinetz dan Mihelcic, 2009).
2.1.2.2 Reduce, Reuse, Recycle
Prinsip 3R sebagai upaya pengurangan sampah pada sumbernya (Kementrian Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Cipta Karya, 2007) meliputi:
• Reduksi (Reduce), yaitu upaya untuk mengurangi timbulan sampah di lingkungan sumber
dan dapat dilakukan sejak sebelum sampah dihasilkan. Setiap sumber dapat melakukan upaya reduksi sampah dengan cara mengubah pola hidup konsumtif. Perubahan dapat dilakukan dengan mengubah kebiasaan boros dan menghasilkan banyak sampah menjadi hemat/efisien dan sedikit sampah.
• Penggunaan kembali (Reuse) yang berarti menggunakan kembali bahan atau material agar
tidak menjadi sampah (tanpa melalui proses pengolahan). Implementasi kegiatan dapat menggunakan kertas bolak balik dan menggunakan kembali botol bekas minuman untuk tempat air. Dengan demikian reuse akan memperpanjang usia penggunaan barang melalui perawatan dan pemanfaatan kembali barang secara langsung.
• Pendaur ulangan (Recycle) berarti mendaur ulang suatu bahan yang sudah tidak berguna
(sampah) menjadi bahan lain atau barang baru setelah melalui proses pengolahan. Barang-barang seperti besi, kaca, ban dan bahan lainnya memerlukan teknologi yang canggih, peralatan yang modern dan campur tangan pihak lain untuk didaur ulang. Tetapi, beberapa jenis sampah dapat didaur ulang secara langsung oleh masyarakat dengan menggunakan teknologi dan alat yang sederhana. Masyarakat dapat mengolah sisa kain perca menjadi selimut, kain lap, dan keset kaki.
2.1.3 Pemilahan Sampah
bagian dari penerapan 3R akan mempermudah teknik pengolahan sampah selanjutnya (Wilson et al., 2009). Pemilahan sampah skala kawasan dilakukan di TPS 3R dengan berbagai kegiatan manajemen yaitu pengumpulan, pemilahan, penggunaan ulang, dan pendauran ulang sampah. Pemilahan sampah juga harus didukung dengan pewadahan sampah yang baik dengan memberi label/tanda dan tutup serta membedakan bentuk, bahan dan warna wadah (Kementrian Pekerjaan Umum, 2013).
2.1.4 Pengumpulan Sampah
Pengumpulan sampah dari sumber ke TPS dikelola masyarakat dengan menggunakan gerobak sampah. Pengangkutan sampah dari TPS ke TPA menjadi tanggung jawab pemerintah kota. Sampah dari rumah ditampung dengan menggunakan bak sampah sementara maupun permanen kemudian sampah ditransfer menuju TPS yang telah ditentukan. Pengumpulan sampah biasanya dikoordinasikan oleh RT/RW maupun karang taruna. TPS yang disediakan pemerintah merupakan TPS landasan dan dalam sehari sampah akan diangkut oleh truk sampah menuju TPA (Agustia, 2013).
2.1.5 Pengangkutan Sampah
Pengangkutan sampah memiliki 2 jenis sistem pengangkutan yang berdasarkan pada pola pengambilan dan tersedianya jenis kontainer pada TPS. Sistem yang banyak digunakan adalah sistem kontainer angkat (Hauled Container System) dan sistem kontainer tetap (Stationary Container System) (Tchobanoglous et al., 1993). Pengangkutan sampah perkotaan dapat memakan lebih dari 70% dari total anggaran manajemen sampah yang sebagian besar biaya digunakan untuk biaya bahan bakar. Oleh karena itu penting untuk mengoptimalkan jaringan rute pengangkutan. Angka tersebut bisa mencapai lebih dari 70%, tergantung pada lokasi geografis dan harga bahan bakar (Tavares et al., 2009).
2.1.6 Pengolahan Sampah
Pengolahan sampah yang dapat dilakukan meliputi kegiatan pemadatan, pengomposan, daur ulang dan mengubah sampah menjadi sumber energi. Teknologi pengolahan yang diterapkan dapat berupa teknologi pengolahan secara fisik, kimia, biologis, termal maupun teknologi lainnya (Kementrian Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Cipta Karya, PU, 2013).
2.1.7 Pemrosesan Akhir Sampah
Limbah padat yang tidak dapat diproses, residu dan bahan lainnya yang dibuang setelah
pengolahan akan ditimbun di landfill. Pemrosesan akhir sampah dapat dilakukan dengan
(sanitary landfill). Pemrosesan akhir sampah yang dilakukan di TPA meliputi kegiatan penimbunan/pemadatan sampah, penutupan sampah dengan tanah penutup, pengolahan lindi dan penanganan gas (Shekdar, 2009).
2.2 Pemodelan Sistem Dinamik
Sistem merupakan gugus atau kumpulan elemen yang berinteraksi dan terorganisasi dalam batas lingkungan tertentu yang bekerja untuk mencapai tujuan (Muhammadi et al., 2001). Sedangkan model merupakan gambaran dari suatu sistem yang ada di alam dan merupakan penyederhanaan dari interaksi antara komponen di alam (Suratmo, 2001).
Model sistem dinamik mencakup seperangkat metode konseptual dan numerik yang digunakan untuk memahami struktur dan perilaku sistem yang kompleks. Sebuah dinamika sistem model merupakan hubungan kausal, loop umpan balik, dan penundaan/penghambat yang diperkirakan menghasilkan perilaku sistem. Dinamika sistem banyak digunakan untuk mengembangkan model lingkungan dan sistem pendukung keputusan. Metodologi dinamika sistem memiliki empat prinsip utama yaitu teori kontrol umpan balik, proses pengambilan keputusan, penggunaan model matematika untuk mensimulasikan proses yang kompleks, dan penggunaan
teknologi berbasis komputer untuk mengembangkan model simulasi (ElSawah etal., 2012).
2.2.1 Causal Loop Diagram
Untuk menggambarkan sebuah konsep umpan balik pada struktur sistem, dalam sistem
dinamik dikenal diagram kausal causal loop diagrams (CLD). Menurut Sterman (2000) causal
loop diagrams sangat baik untuk:
1. Menangkap secara cepat sebuah hipotesis tentang penyebab dinamika;
2. Menimbulkan dan menangkap model mental individu atau kelompok;
3. Komunikasi merupakan sebuah umpan balik yang sangat penting dianggap sebagai
BAB III
MODEL SISTEM MANAJEMEN SAMPAH
3.1 Deskripsi Model Sistem
Tahap awal pembuatan struktur model dinamik adalah mengidentifikasi variabel dari keseluruhan sistem yang terkait dengan manajemen sampah perkotaan sesuai dengan batasan sistem yang telah ditentukan. Sedangkan, konseptualisasi model dilakukan dengan membuat
diagram causal loop yang menunjukan hubungan sebab akibat dari variabel tersebut sehingga
mampu merepresentasikan sistem yang diidentifikasi. Model dinamik manajemen sampah ini hanya memodelkan sistem yang ditinjau dari dua aspek yaitu aspek volume dan biaya. Variabel-variabel yang membangun model ini masih berupa variabel besar yang sifatnya umum.
3.2 Variabel-Variabel Model Sistem
Variabel-variabel model sistem ini diantaranya :
• PDRB Kota : Produk domestik regional bruto kota
• Pertumbuhan PDRB Kota : Pertumbuhan produk domestik regional bruto kota
• Jumlah Penduduk : Jumlah penduduk kota
• Pertumbuhan Penduduk : Tingkat pertumbuhan penduduk kota
• Pendapatan Perkapita : Pendapatan rata-rata penduduk kota
• Pengangkutan Sampah ke TPS : Pengangkutan sampah dari sumber awal ke TPS
• Pengangkutan Sampah ke TPA : Pengangkutan sampah dari TPS ke TPA
• Volume Sampah Domestik : Volume sampah rumah tangga, fasilitas umum, perkantoran,
dan tempat komersil
• Volume Sampah Non Domestik : Volume sampah industri
• Volume Sampah TPS : Volume sampah tempat pembuangan sementara
• Volume Sampah TPA : Volume sampah tempat pembuangan akhir
• Pengurangan Sampah : Pengurangan sampah terdiri dari pengomposan, reuse, dan recycle
• Pengolahan Sampah : Pengolahan sampah dilakukan secara fisika, kimia, biologi, dan
termal
3.3 Causal Loop Diagram
Model ini memiliki beberapa causal loop yang terdiri dari loop positif dan loop negatif. Loop
positif menunjukkan hubungan variabel tersebut berbanding lurus sehingga jika terjadi penambahan nilai pada variabel tersebut akan menyebabkan penambahan nilai pada variabel yang dipengaruhinya. Sebaliknya, loop negatif menunjukkan hubungan berbanding terbalik sehingga jika terjadi penambahan nilai pada variabel tersebut akan menyebabkan pengurangan
nilai pada variabel yang dipengaruhinya. Analisa causal loop menunjukkan terdapat 13 loop
yang terdiri dari 4 loop positif dan 9 loop negatif. Causal loop yang terbentuk pada model ini antara lain:
• Pertumbuhan penduduk → Jumlah penduduk (+/+) : Loop positif
• Pertumbuhan PDRB kota → PDRB kota (+/+) : Loop positif
• Pertumbuhan PDRB kota → PDRB kota → Pendapatan perkapita (+/+/+) : Loop positif
• Volume sampah domestik → Pengangkutan sampah ke TPS (+/-) : Loop negatif
• Volume sampah non domestik → Pengangkutan sampah ke TPS (+/-) : Loop negatif
• Pengurangan sampah → Volume sampah TPA (-/+) : Loop negatif
• Pengangkutan sampah ke TPS → Volume sampah TPS (+/-) : Loop negatif
• Volume sampah TPS → Pengurangan sampah (+/-) : Loop negatif
• Volume sampah TPS → Pengangkutam sampah ke TPA → Volume sampah TPA (+/+/-)
: Loop negatif
• PDRB kota → Volume sampah non domestik → Pengangkutan sampah ke TPS → Volume sampah TPS → Pengurangan sampah → Biaya pengelolaan sampah (+/+/+/+/-/-) : Loop positif
• PDRB kota → Volume sampah non domestik → Pengangkutan sampah ke TPS →
Volume sampah TPS → Pengangkutan sampah ke TPA → Biaya pengelolaan sampah
(+/+/+/+/+/+/-) : Loop negatif
• PDRB kota → Volume sampah non domestik → Pengangkutan sampah ke TPS →
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Model dinamik manajemen sampah ini hanya memodelkan sistem yang ditinjau dari dua aspek yaitu aspek volume dan biaya. Variabel-variabel yang membangun model ini masih berupa
variabel besar yang sifatnya umum. Dari analisa causal loop diagram diperoleh 13 loop yang
terdiri dari 4 loop positif dan 9 loop negatif.
4.2 Saran
Agar dapat menunjukkan hasil akumulasi untuk setiap variabel dan menunjukkan laju aktivitas
sistem tiap periode waktu, causal loop diagram yang telah dibuat sebaiknya dijabarkan lebih
DAFTAR PUSTAKA
Agustia, Y. P. 2013. Emisi Gas Rumah Kaca Pengelolaan dan Pengangkutan Sampah Pemukiman di Kecamatan Gubeng, Surabaya Timur. Thesis. Teknik Lingkungan. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Dewi, T.Q. 2008. Penanganan dan Pengolahan Sampah. Penebar Swadaya. Jakarta
ElSawah, S., Haase, D., Delden, H. v., Pierce, S., ElMahdi, A., Voinov, A. A., Jakeman, A. J. 2012. Using system dynamics for environmental modelling: Lessons learnt from six case studies 2012 International Congress on Environmental Modelling and Software Managing Resources of a Limited Planet, Sixth Biennial Meeting. Leipzig, Germany International Environmental Modelling and Software Society (iEMSs)
Kementerian Pekerjaan Umum. 2007. Pedoman Umum 3 R Berbasis Masyarakat di Kawasan Pemukiman Kofoworola, O. F. 2007. Recovery and recycling practices in municipal solid waste management in Lagos, Nigeria. Waste Management 27, 1139-1143.
Kollikkathara, N., Feng, H., Yu, D. 2010. A system dynamic modeling approach for evaluating municipal solid waste generation, landfill capacity and related cost management issues. Waste Management 30, 2194-2203.
Menteri Pekerjaan Umum. 2013. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Republik Indonesia Nomor 03/PRT/M/2013 Tentang Penyelenggaraan Prasarana dan Sarana Persampahan dalam Penanganan Sampah Rumah Tangga dan Sampah Sejenis Rumah Tangga
Muhammadi, E. Aminullah, dan B. Soesilo. 2001. Analisis Sistem Dinamik. Lingkungan Hidup, Sosial, Ekonomi, Manajemen. UMJ Press. Jakarta.
Shekdar, A. V. 2009. Sustainable solid waste management: An integrated approach for Asian countries. Waste Management 29, 1438-1448.
Sterman. J.D. 000. Business Dynamics: System Thinking and Modeling for a Complex World. Irwin McGraw-Hill. Boston.
Suratmo, F.G. 2001. Panduan Penelitian Multidisiplin. IPB Press. Bogor. Suriawiria, U. 2003. Mikrobiologi Air. Penerbit PT Alumni. Bandung.
Tavares, G., Zsigraiova, Z., Semiao, V., Carvalho, M. G. 2009. Optimisation of MSW collection routes for minimum fuel consumption using 3D GIS modelling. Waste Management 29, 1176-1185.
Troschinetz, A. M., Mihelcic, J. R. 2009. Sustainable recycling of municipal solid waste in
developing countries. Waste Management 29, 915-923.
Wilson, D. C., Araba, A. O., Chinwah, K., Cheeseman, C. R. 2009. Building recycling rates through the informal sector. Waste Management 29, 629-635.
Yenie, E. 2010. Kelembapan Bahan dan Suhu Kompos sebagai Parameter yang
Mempengaruhi Proses Pengomposan pada Unit Pengomposan Rumbai. Thesis. Teknik Kimia. Universitas Riau.
Yuan, H. 2012. A model for evaluating the social performance of construction waste
management. Waste Management 32, 1218-1228.
Zhang, Y. M., Huang, G. H., He, L. 2011. An inexact reverse logistics model for municipal
solid waste management systems. Journal of Environmental Management 92, 3. 522-
