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 : arif.gunawan09@mhs.ee.its.ac.id arifg8@gmail.com 2,3)

Intitut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Email : muhammad_rivai@ee.its.ac.id ekoset@ee.its.ac.id 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

mailto:arif.gunawan09@mhs.ee.its.ac.idmailto:arifg8@gmail.commailto:ekoset@ee.its.ac.id

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 oC, 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

Metana

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

Metana

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

Gas Oline

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