PENGUKURAN KADAR KEPEKATAN ASAP PADA LAHAN GAMBUT
Arif Gunawan 1), Dr. Moch. Rivai ST, MT 2), Eko Setijadi , ST, MT, Ph.D 3)
1)
Teknik Telekomunikasi Politeknik Caltex Riau Email : [email protected]@gmail.com
2,3)
Intitut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Email : [email protected] [email protected]
Surabaya 60111, INDONESIA
Dalam beberapa dekade belakangan ini
Indonesia merupakan derah sebagai
pengeksport asap terbesar , dimana asap tersebut berasal dari berapa daerah di pulau sumatera. Ini terbukti dengan beberapa keberatan dan dari negara tetangga akan asap yang berasal dari hasil terbakarnya lahan gambut salah satunya dipropinsi Riau. Asap hasil terbakarnya lahan gambut tentunya memiliki karakteristik kandungan partikel yang berbeda dengan terbakarnya lahan lain. Dalam penelitian ini dilakukan degan 2 buah pengujian , yang pertama mengambil sempel lahan gambut dan dilakukan pembakaran didalam ruang isolator dan mengukur kadar partikel dengan 5 bua sensor, yaitu TGS2442 (CO), TGS2201(Metana),TGS 4161(Co2) dan TGS2612(Gas Oil), serta LM35 sebagai sensor suhu. Pengujian ke dua adalah pengukuran langsung dengan meletakan sensor dan sistem di sekitar daerah yang terbakar (dilakukan pada saat masyarakat membuka lahan untuk perkebunan sawit) .Setelah itu hasil data sensor diinputkan ke mikrokontroller dan selanjutnya ditransmisikan ke PC/Laptop via RS232 dan untuk selanjutnya ditampilkan
dalam bentuk grafik untuk mengetahui
kandungan asap dari hasil pembakaran lahan gambut.
Kata kunci: transmitter, receiver, sensor
1. Pendahuluan
Kebakaran hutan di Indonesia pada saat ini dapat dipandang sebagai bencana regional dan global. Hal ini disebabkan karena hasil
pembakaran yang dilepas ke atmosfer salah satu contoh CO2, berpotensi menimbulkan pemanasan global. Pembukaan lahan gambut berskala besar dengan membuat saluran/parit telah menambah resiko terjadinya kebakaran di lahan gambut pada musim kemarau.
Gambar 1. karakteristik Lahan gambut (Suwido H. Limin, edisi 7 mei 2003)
Kejadian kebakaran hutan dan lahan di provinsi riau memiliki pengaruh yang besar terhadap terjadinya polusi kabut asap yang melintas batas negara. Pada umumnya kebakaran yang terjadi di provinsi riau berada di lahan gambut yang mendominasi wilayah ini sebesar 60 %, oleh karena itu, kabut asap merupakan fenomena alam yang umum terjadi pada saat musim kebakaran dan memberikan dampak terhadap negara tetangga seperti malaysia dan Singapore elias ( Inyoman jaya wistara,2009). Untuk itu penting kiranya di lakukan suatu penelitian untuk mengetahui kandungan partikel dari hasil pembakaran lahan gambut di propinsi riau. Untuk mengetahui kandungan partikel maka digunakan beberapa
buah sensor yaitu sensor suhu (LM35), sensor TGS2201 ( gas oline), TGS4161(gas Co2), TGS2442 (gas CO), dan sensor TGS2612 ( gas methan).
2. Tinjauan Pustaka
Adapun sistem sensor yang di gunakan adalah :
a. Sensor TGS2442
TGS2442 menggunakan struktur multilayer sensor. Menampilkan TGS2442 baik selektivitas untuk karbon monoksida, sehingga ideal untuk memonitoring kandungan CO. Pada
gambar grafik dibawah sumbu y
mengindikasikan rasio dari resistansi sensor (Rs/Ro) dimana :
Rs = Resistansi sensor gas yang ditampilkan pada berbagai konsentrasi.
Ro = Resistansi sensor pada 100ppm CO. Gambar karakteristik rangkian TGS 2442
Gambar 2. Karakteristik rangkaian TGS2442
b. Sensor TGS2201
TGS2201 dapat mendeteksi 2 kandungan pada 1 substrate dan menghasilkan 2 keluaran secara terpisah untuk merespon kandungan gas pembuangan diesel dan gas pembuangan bensin.
Rs = Resistansi sensor gas yang ditampilkan pada berbagai konsentrasi.
Ro = Resistansi sensor pada saat udara bersih. Setelah dilakukan perhitungan berdasarkan karakteristik rangkaian
Gambar 3. Karakteristik sensor 2201
c. Sensor TGS2612
Sensor TGS2612 mempunyai
sensitifitas yang tinggi terhadap kandungan methane, propane, dan buthane sehingga membuat,. Fitur-fitur yang terdapat pada sensor TGS2612 adalah sedikit mengkonsumsi daya, Sensitifitas yang tinggi terhadap kandungan methane dan LP gas. Pada gambar grafik sumbu y mengindikasikan rasio dari resistansi sensor (Rs/Ro) dimana :
Rs = Resistansi sensor gas yang ditampilkan pada berbagai konsentrasi.
Ro = Resistansi sensor pada 5000ppm CO. Rangkaian karakteristik TGS2612
Gambar 4. karakteristik rangkaian TGS2612
d. Sensor LM 35
Sensor suhu menggunakan LM35 ini mempunyai presisi yang tinggi dengan lineraritas +10.0 mV terhadap suhu Celcius. Suhu yang dapat diukur cukup lebar yakni antara –55 C sampai dengan 150 C.
e. Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler AVR memiliki
arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan
sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. AVR berteknologi RISC.
Modul sensor dan ruang pengujian
Gambar 5. Ruang pengukuran dan module Sensor yang di gunakan.
Gambar 6. PC monitor Sensor Gas
3. Blok Diagram Sistem Secara Keseluruhan dan Prinsip Kerja Sistem.
Pada rangkaian diatas mengunakan 5 buah sensor suhu (LM35), sensor TGS2201 (gas oline), TGS4161(gas Co2), TGS2442 (gas CO), dan sensor TGS2612 (gas Metan). Hasil pembacaan sensor diproses oleh mikrokontroler dan kemudian hasilnya di tampilkan dalam LCD , untuk terkoneksi dengan Port serial pada PC hasil pembacaan di teruskan ke komunikasi serial yaitu MAX 232 dan hasil pembacaanya di tampilkan di PC Sensor Lm 35 TGS2442 TGS2201 TGS2612 TGS4161 Amp Mikro LCD RS232 PC
Gambar 7. Blok diagram Rangkaian Sensor.
Rangkaian sensor
Gambar 8. Rangkaian sensor
Pada gambar 8 terdapat 3 buah rangkaian, yaitu rangkaian sensor TGS2612, rangkaian sensor TGS2442, dan rangkaian sensor TGS2201. Pada setiap sensor mempunyai RH (tahanan
heater) dan RS. RH berfungsi sebagai tahanan
untuk tegangan heater, adapun tegangan heater berfungsi untuk memanaskan sensor agar dapat membaca kandungan partikel gas. Dan RS berfungsi sebagai tahanan untuk tegangan
circuit,adapun tegangan circuit befungsi untuk
memberi tegangan pada sensor agar dapat membaca kandungan partikel gas tentunya setelah dipanaskan oleh tegangan heater.
Flow Chat Pengukuran
Dalam pembuatan sistem ini dilakukan dengan beberapa cara salah satunya adalah perancangan system sensor,berikut perancangan system sensor.
Mulai
Sensor membaca kandungan pastikel pada asap
ADC mikro Mikrokontroler menampilkan hasil pembacaan ke LCD Pengiriman data ke PC menggunakan Max 232 Dengan kabel DB 9 PC menampilkan hasil dalambentuk Grafik Selesai
Gambar 9. Flowchat sensor
Pada sistem diatas dapat dilihat sinyal hasil pembacaan dari sensor-sensor yang berupa tegangan dari 0 – 5 Volt masuk kedalam sistem mikrokontroler , Mikro sendiri memiliki ADC internal dan hasil dapat diolah didalam mikrokontroler. Hasil yang telah diolah oleh sistem mikrokontroler di teruskan melalui port TX/RX sebagai komunikasi serial ke IC MAX232 dan diterskan ke PC melalui port DB9. Sedangkan perancangan dalam sistem pengolahan data adalah sebagai berikut
Analisa
Pengujian tanpa asap
Pengujian yang dilakukan tanpa asap di ruang simulasitor, dengan hasil pembacaan sensor adalah
Dalam pengujian ini gambut yang sudah diambil hutan akan di bakar di dalam ruang simuator adapun ruang simulator yang di buat adalah berdiameter 120 cm x 50 cm x 40 cm sepertigambar di bawah ini
Gambar 10. Ruang simulator ukur asap Kemudian di lakukan pembakaran sampah gambut dan masukan kedalam ruang simulator ,sampah yang diambil sebelumnya di timbang memiliki berat 1.5 kg, dan sensor mendeteksi perubahan yang terjadi. Untuk mendapatkan data yang Valid pertama di lakukan pengukuran mendeteksi kondisi normal ruangan tanpa asap gambut. Dan hasil pengukuranya seperti di bawah ini.
Tabel 1. Pengukuran ruangan tanpa asap Data ke Suhu Metana Gas oline CO Co2 50 31.37 1.00 41.00 14.60 97.00 100 31.39 1.00 42.40 14.60 97.00 150 31.41 1.00 43.10 14.60 97.00 200 31.44 1.00 43.18 14.60 97.00 250 31.46 1.00 43.25 14.60 97.00 300 31.49 1.00 43.33 14.60 97.00 350 31.51 1.00 43.40 14.60 97.02 400 31.54 1.00 43.48 14.60 97.05 450 31.56 1.00 43.55 14.60 97.07 500 31.59 1.00 43.63 14.60 97.07 550 31.61 1.00 43.70 14.60 97.07 600 31.63 1.00 43.78 14.63 97.07 650 31.66 1.00 43.85 14.65 97.07 700 31.68 1.00 43.93 14.66 97.07
Data ke Suhu Metana Gas oline CO Co2 750 31.71 1.00 43.98 14.68 97.07 800 31.73 1.00 44.00 14.70 97.07 850 31.76 1.00 44.57 14.73 97.07 900 31.78 1.00 45.00 14.75 97.07
Dalam pengambilan data sensor dilakukan sampai dengan 900 data dan telah di rata-ratakan memilikihasil seperti tabel1. Terlihat di dalam ruangan memiliki suhu tertinggi 31.78
o
C, methan 1 ppm, gas oline 45ppm, gas CO 14,75 ppm, dan CO2 97.07 ppm.
Pengujian dengan asap
Pengukuran kedua adalah dengan membakar sampah gambut dan meletakan di dalam ruang simulator , dan sensor mendeteksi perubahan perubahan di dalam ruang simulator. Dan hasilnya seperti tabel di bawah ini .
Tabel 2. Pengukuran dengan asap
Data ke suhu Metan a Gas oline CO Co2 1000 32.7 5 5 91.5 15 96 1050 33 5.25 92.25 15 96 1100 33 5.5 92.5 15 96 1150 33 5.75 92.75 15.25 96 1200 33 6 93.25 15.5 96 1250 33 6 93.5 15.75 96 1300 33 6 93.75 16 96 1350 33 6 94 18.75 96.75 1400 33 6 94 19 97 1450 33 6 94 19 97.25 1500 33 6 94 19 97.5 1550 33 6 94 19 97.5 1600 33 6 94 19 97.75 1650 33.2 5 6 94 19 97.75 1700 33.5 6 94 19 98.25 1750 33.7 5 6 94 19 98.5 1800 34 6 94 16.5 98.75 1850 34 6 94 17 99 Data ke suhu Metan a Gas oline CO Co2 1900 34 6.25 94 17.5 99 1950 34 6.25 94.25 18.5 99 2000 34 6.5 94.25 18.5 99 2050 34 6.5 94.5 18.25 99 2100 34 6.75 94.5 19 99 2150 34 6.75 94.75 18 99 2200 34 7 94.75 19.5 99.25 2250 34 7 95 18 99.5 2300 34 7 95 18 99.5 2350 34 7 95 18 99.75 2400 34 7 95 18 100 2450 34 7 95 18 100 2500 34 7.25 95 20 100 2550 34 7.5 95 20 100 2600 34 7.5 95 20 100 2650 34 7.75 95 19.5 100 2700 34 8 95 19 100.25 2750 34 8.25 95 18.5 100.5 2800 34 8.5 95 20 100.75 2850 34 8.5 95 20 101 2900 34 8.75 95 20 101 2950 34 9 95 20 101 3000 34 9 95 20 101 3050 34 9 95 20 101
Dari tabel diatas dapat kita lihat pada suhu tertinggi yaitu 34 oC mengandung unsur metan tertinggi 9 ppm, gas oline 95 ppm, CO 20ppm, dan CO2 adalah 101 ppm.
Pengujian dengan asap dilokasipembukaan lahan sawit
Adapun tujuan pengukuran ini adalah untukmendapatkan data sebenarnya pada saat warga melakukan pembukaan lahan sawit. Walapun sulit mendapatkan kondisi yang konstan konsentrasi dari asap gambut yang terbakar karena beberapa hal yaitu:
1. Sulitnya menjangkau daerah yang terbakar karena medan yang sulit
2. Kondisi cuaca angin yang membuat sulit mendapatkan konsentrasi yang luas
3. Luasnya areal yang terbakar
4. Sulit memetakan luas daerah yang terbakar sebagai acuan ukur.
5. Sulitnya mengindetifikasi lokasi hotspot/ titik apai karena proses terbakarnya sangat singkat
Sebagai pembanding maka diambil data kondisi kualitas udara daerah setelah selesai terjadinya pembakaran untuk adapun data nya adalah sebagai berikut .
Tabel 3. Kondisi sesudah kualitas udara setelah terjadinya kebakaran.
Data
ke suhu Methan Oline Gas CO CO2
5050 32.00 0.40 49.00 14.00 95.00 5100 32.00 0.65 49.00 14.00 95.00 5150 32.00 0.74 49.00 14.00 95.00 5200 32.00 0.77 49.00 14.00 95.00 5250 32.00 0.89 49.00 14.00 95.00 5300 32.00 0.89 49.00 14.00 95.00 5350 32.00 0.90 49.00 14.00 95.00 5400 32.00 0.91 49.00 14.00 95.00 5450 32.03 0.96 49.00 14.00 95.00 5500 32.09 1.00 49.00 14.00 95,7 5550 32.17 1.00 49.00 14.00 95,7 5600 32.26 1.00 49.00 14.00 95,7 5650 32.40 1.00 49.00 14.00 95,7 5700 32.49 1.00 49.00 14.00 95,7 5750 32.74 1.00 49.00 14.00 95,7 5800 32.91 1.00 49.00 14.00 95,7 5850 33.00 1.00 49.00 14.00 95,7 5900 33.00 1.00 49.00 14.00 95,7 5950 33.00 1.12 49.00 14.00 95,7
Berdasarkan data di dapatkan kondisi normal pada saat telah terjadinya proses pembakaran dengan konsentarsi gas methan 1.12 ppm, gas oline 49 ppm, gas CO 14 ppm dan gas CO2 95,7 ppm
Dengan hal-hal tersebut untuk mendapatkan perbandingan dari kondisi pengukuran skala laboratorium maka pengukuran sebenarnya ,
akan perlu dilakukan secara langsung di lapangan. Pengambilan data di lakukan di daerah kandis propinsi riau pada tanggal 12 juli 2011 dengan kondisi pembakaran dalam upaya pembukaan lahan perkebunan sawit. Adapun data yang di dapat dari pngukuran lapangan adalah :
data ke suhu Methan Gas
oline CO CO2 4000 32.60 1.00 65.17 15.00 96.00 4050 32.77 1.00 67.74 15.00 96.11 4100 32.91 1.00 67.86 15.00 96.14 4150 32.93 1.00 68.00 15.00 96.17 4200 32.94 1.00 68.83 15.00 96.26 4250 33.09 1.00 69.00 15.00 96.27 4300 33.74 1.11 69.50 15.00 96.46 4350 33.74 1.14 69.09 15.00 96.49 4400 33.76 1.40 69.09 15.00 96.54 4450 33.77 1.89 69.51 15.00 96.57 4500 33.82 2.00 70.29 15.00 96.60 4550 33.82 2.37 71.09 15.00 96.73 4600 33.83 2.54 71.66 15.00 96.74 4650 33.83 2.66 71.91 15.00 96.77 4700 33.86 2.74 72.09 15.00 96.89 4750 33.86 2.89 72.86 15.00 97.00 4800 33.87 2.91 73.00 15.00 97.00 4850 33.90 2.94 73.17 15.00 97.00 4900 33.91 3.00 74.26 15.00 97.00
Dari data yang diperoleh menunjukan bahwa hasil pembakaran lahan gambut menghasilkan beberapa partikel gas diantaranya adalah methan dengan konsentrasi 3 ppm, gas oline dengan konsentrasi 74,26 , gas CO ( karbon monoksida ) 15 ppm , dan gas CO2 adalah 97 ppm.
Kesimpulan
Berdasarkan data yang di peroleh bahwa asap hasail pembakaran lahan gambut di ruang terbuka mengandung banyak unsur CO (15 ppm), CO2(97ppm) , Methan( 3 ppm), gas oline (74,26 ppm). Dengan demikian
pembakaran lahan gambut turut menyumbang dampak polusi di kota pekanbaru.
REFERENSI
[1] Farukh NADEEM, Erich LEITGEB, Radio Engineering Vol.19. No.2 Dense maritime Fog Attenuation Prediction From measured Visibility data, Institute of Broadband Communication, Graz University Of Technology, Graz, Austria, June 2010
[2] Edward E. Altshuer ,Fellow, IEEE Transaction On Antennas and Propagation , Vol.AP-32 , No.7 A simple Expression For Estimating attenuation By Fog at Millimeter Wavelengths , july 1984
[3] C.C. Chen ,Attenuation of Elektromagnetic Radiation by haze, Fog, Clauds, and Rain United State Air Force Project Rand , april 1975
