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] [email protected] 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 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 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 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.
LCD Sensor Lm 35
Amp
TGS2442 RS232
Modul sensor dan ruang pengujian
Mikro
PC
TGS2201
TGS2612
TGS4161
Gambar 7. Blok diagram Rangkaian Sensor. Rangkaian sensor
Gambar 5. Ruang pengukuran dan module Sensor yang di gunakan.
Gambar 8. Rangkaian sensor
Gambar 6. PC monitor Sensor Gas Diagram 3. Blok Keseluruhan dan Sistem.
Sistem Secara Prinsip Kerja
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
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
Dalam pengujian ini gambut diambil hutan akan di bakar di simuator adapun ruang simulator adalah berdiameter 120 cm x 50 sepertigambar di bawah ini
yang sudah dalam ruang yang di buat cm x 40 cm
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
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 50
Suhu
Metana
CO
Co2
1.00
Gas oline 41.00
31.37
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
suhu
Metan a
Gas oline
CO
Co2
1900
34
6.25
94
17.5
99
97.07
1950
34
6.25
94.25
18.5
99
14.73
97.07
2000
34
6.5
94.25
18.5
99
14.75
97.07
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
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 .
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
Tabel 2. Pengukuran dengan asap
2800
34
8.5
95
20
100.75
2850
34
8.5
95
20
101
2900
34
8.75
95
20
101
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
850
31.76
1.00
44.57
900
31.78
1.00
45.00
Dalam pengambilan data sensor dilakukan sampai dengan 900 data dan telah di rataratakan 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
Data ke
Metan a
Gas oline
CO
Co2
2950
34
9
95
20
101
5
91.5
15
96
3000
34
9
95
20
101
3050
34
9
95
20
101
1000
suhu 32.7 5
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 33.2 5
6
94
19
97.75
6
94
19
97.75
6
94
19
98.25
1750
33.5 33.7 5
6
94
19
98.5
1800
34
6
94
16.5
98.75
1850
34
6
94
17
99
1650 1700
Data ke
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 5050
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 : CO
CO2
1.00
Gas oline 65.17
15.00
96.00
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
data ke
suhu
Methan
4000
32.60
4050
suhu
Methan
Gas Oline
CO
CO2
32.00
0.40
49.00
14.00
95.00
4300
33.74
1.11
69.50
15.00
96.46
5100 5150
32.00
0.65
49.00
14.00
95.00
4350
33.74
1.14
69.09
15.00
96.49
32.00
0.74
49.00
14.00
95.00
4400
33.76
1.40
69.09
15.00
96.54
5200 5250
32.00
0.77
49.00
14.00
95.00
4450
33.77
1.89
69.51
15.00
96.57
32.00
0.89
49.00
14.00
95.00
4500
33.82
2.00
70.29
15.00
96.60
5300 5350
32.00
0.89
49.00
14.00
95.00
4550
33.82
2.37
71.09
15.00
96.73
32.00
0.90
49.00
14.00
95.00
4600
33.83
2.54
71.66
15.00
96.74
5400 5450
32.00
0.91
49.00
14.00
95.00
4650
33.83
2.66
71.91
15.00
96.77
32.03
0.96
49.00
14.00
95.00
4700
33.86
2.74
72.09
15.00
96.89
5500 5550
32.09
1.00
49.00
14.00
95,7
4750
33.86
2.89
72.86
15.00
97.00
32.17
1.00
49.00
14.00
95,7
4800
33.87
2.91
73.00
15.00
97.00
5600 5650
32.26
1.00
49.00
14.00
95,7
4850
33.90
2.94
73.17
15.00
97.00
32.40
1.00
49.00
14.00
95,7
4900
33.91
3.00
74.26
15.00
97.00
5700 5750
32.49
1.00
49.00
14.00
95,7
32.74
1.00
49.00
14.00
95,7
5800 5850
32.91
1.00
49.00
14.00
95,7
33.00
1.00
49.00
14.00
95,7
5900 5950
33.00
1.00
49.00
14.00
95,7
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 ,
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
