USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

PLANT BOX SEBAGAI SOLUSI PENYARING DAN PENYEJUK UDARA DI DALAM RUANGAN RENDAH BIAYA

BIDANG KEGIATAN :

PKM KARSA CIPTA

Diusulkan oleh :

Rahmat Bambang W (2113100022) Angkatan 2013Nida Amalia (5113100100) Angkatan 2013Tifani Rosa Mahardika (3312100078) Angkatan 2012Angga Eka Wahyu R (2113100122) Angkatan 2013

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

A. LATAR BELAKANG MASALAH

Perkembangan teknologi semakin hari meningkat dengan begitu pesat.

Kemajuan pada sektor industri dan transportasi tentu saja membawa imbas

pada seluruh aspek kehidupan. Salah satu dampak yang ditimbulkannya

adalah masalah polutan udara.

Pada dasarnya, udara di sekeliling kita, atau udara ambien, memiliki

kualitas yang mudah berubah. Intensitas perubahannya dipengaruhi oleh

interaksi antar berbagai polutan yang dilepas ke udara ambien dengan faktor-

faktor meteorologis (angin, suhu, hujan, cahaya matahari). Polusi udara tidak

hanya terjadi diluar ruangan. Saat ini, tidak sedikit masyarakat yang masih

belum bisa merasakan udara bersih, bahkan saat berada di dalam rumah.

Polusi di dalam ruangan (indoor pollution) yang terjadi bisa berasal dari

berbagai sumber yang ada di dekat atau di dalam rumah, mulai dari asap

rokok, debu, asap dapur, maupun polusi dari luar yang masuk ke dalam.

Sehingga tanpa kita sadari, selama ini kita telah menghirup udara yang

mengandung benda-benda partikulat yang sangat tinggi sehingga berpotensi

menyebabkan berbagai macam penyakit.

Sekitar 1,5 juta kematian setiap tahun terkait dengan pembakaran

bahan bakar padat dalam ruangan (seperti di dapur) banyak terjadi di kalangan

perempuan dan anak-anak di negara berpenghasilan rendah (EPA,2010).

Selain itu, berdasarkan data dari halaman resmi WHO, diperkirakan polusi

udara dalam ruangan dikaitkan dengan 4,3 juta kematian pada tahun 2012.

Melihat fakta tersebut, kualitas udara dalam ruangan menjadi hal

penting bagi masyarakat dalam upaya pencegahan penyakit, terutama penyakit

pernafasan. Salah satu cara menjaga kualitas udara adalah dengan

menggunakan air purifier. Namun, kebanyakan masyarakat masih belum

memilikinya dikarenakan harganya yang relatif mahal.

Pada dasarnya, kualitas udara dalam ruangan dapat diperbaiki dengan

menggunakan tanaman. Adanya tanaman di dalam rumah memiliki peran

tersendiri untuk meningkatkan kualitas udara di dalamnya. Hal ini

dikarenakan tanaman memiliki kemampuan untuk mereduksi berbagai macam

polutan yang ada di udara supaya menjadi tidak berbahaya bagi manusia.

Saat ini, tidak sedikit masyarakat yang sudah memiliki tanaman di

dalam rumahnya, baik itu untuk hiasan maupun sekedar hobi. Sebenarnya,

keberadaan tanaman juga memiliki peran dalam memperbaiki kualitas udara

di dalam rumah. Proses penyaringan udara oleh tanaman sendiri dapat lebih

optimal dengan memaksimalkan udara yang mengalir di sekitar tanaman

tersebut. Sehingga dibutuhkan alat yang dapat menyaring sekaligus

mempercepat aliran udara disekitar tanaman.

Pada dasarnya, alat yang dibuat memiliki fungsi seperti air purifier,

yaitu untuk menyaring udara sehingga terbebas dari debu dan zat-zat polutan

lainnya. Namun, air purifier memiliki kelemahan, yaitu tidak dapat

menghasilkan oksigen seperti yang dapat tanaman lakukan. Seperti yang kita

ketahui, pada umumnya tanaman membutuhkan CO2, yang merupakan salah

satu polutan udara, untuk proses fotosintesis yang menghasilkan O2 sebagai

produknya. Supaya dapat memperoleh kedua fungsi tersebut, maka tanaman

merupakan media yang paling cocok digunakan sebagai penyaring pada alat.

Polutan udara yang telah masuk kedalam alat akan diproses oleh

tanaman yang mempunyai kemampuan dalam mengabsorbsi gas-gas tertentu,

sehingga mampu menjadi penyangga yang baik terhadap pencemaran udara.

Akan tetapi, tidak semua polutan bisa diproses oleh tanaman. Partikel-partikel

kecil seperti debu merupakan salah satunya. Dengan adanya filter, maka debu

dapat tersaring sehingga akan menghasilkan udara yang lebih bersih.

Supaya udara yang dihasilkan juga dapat menjadi lebih sejuk, maka

selanjutnya udara akan melewati evaporator yang berfungsi sebagai tempat

perpindahan panas. Air es ditransfer ke evaporator dengan menggunakan

pompa, agar suhu evaporator lebih rendah sehingga panas dari udara dapat

berpindah ke evaporator. Kipas angin akan membantu menarik udara dari luar

alat untuk diproses. Pada akhirnya, udara yang dihasilkan akan memiliki

kualitas yang lebih baik dari sebelumnya.

B. PERUMUSAN MASALAH

Permasalahan yang akan diselesaikan melalui program kreatifitas

karsacipta ini adalah:

1. Kesulitan sebagian orang dalam memperoleh udara bersih di dalam

rumahnya.

2. Penggabungan antara konsep yang terdapat air purifier dengan filter

dan evaporator manjadi alat penyaring udara sekaligus pendingin

rungan yang bisa diaplikasikan pada tanaman rumah.

C. TUJUAN PROGRAM

Tujuan yang ingin dicapai dari program kreativitas karsacipta ini adalah:

1. Mengoptimalkan proses penyaringan udara oleh tanaman di dalam

rumah.

2. Merancang dan membuat suatu alat yang mampu menyaring dan

menyejukkan udara di dalam rumah.

D. LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan dari pelaksanaan program ini adalah

terciptanya alat penyaring udara dengan media tanaman yang dapat

menghasilkan udara yang lebih bersih dan sejuk.

E. KEGUNAAN PROGRAM

Kegunaan dari program kreativitas mahasiswa karsacipta ini adalah :

1. Bagi Masyarakat

Program ini membantu meningkatkan kualitas udara di dalam

rumah bagi penggunanya sehingga resiko terjangkitnya penyakit yang

menyerang saluran pernapasan yang pada akhirnya dapat menciptakan

masyakarakat yang sehat.

2. Bagi Pengguna

Program ini dapat memberikan solusi alternatif bagi

penggunanya supaya dapat memperoleh udara yang lebih baik di

dalam rumah.

3. Bagi Mahasiswa

Program ini dapat meningkatkan kreatifitas mahasiswa dalam

pengembangan teknologi yang dapat berguna bagi masyarakat

sehingga fungsi mahasiswa dalam tri dharma perguruan tinggi dapat

tercapai.

F. TINJAUAN PUSTAKA

F 1. Polusi Udara

Udara di alam tidak pernah ditemukan bersih tanpa polutan sama sekali.

Beberapa gas seperti sulfur diokside (SO2), hidrogen sulfide (H2s), dan karbon

monokside (CO) selalu dibebaskan ke udara sebagai produk sampingan dari proses-

proses alami seperti aktivitas vulkanik, pembusukan sampah tanaman, kebakaran

hutan, dan sebagainya. Selain itu partikel-partikel padatan atau cairan berukuran kecil

dapat tersebar di udara oleh angin, letusan vulkanik atau gangguan alam lainnya.

Selain disebabkan polutan alami tersebut, polusi udara juga dapat disebabkan oleh

aktivitas manusia. Polutan yang mencakup 90% dari jumlah polutan udara seluruhnya

disebut polutan primer yang dapat dibedakan menjadi lima kelompok sebagai berikut

:

1. Karbon monokside (CO)

2. Nitrogen okside (NOx)

3. Hidrokarbon (HC)

4. Sulfur diokside (SOx)

5. Partikel

Sumber polusi yang utama berasal dari transportasi, di mana hampir 60% dari

polutan yang dihasilkan terdiri dari karbon monokside dan sekitar 15% terdiri dari

hidrokarbon. Sumber-sumber polusi lainnya misalnya pembakaran, proses industri,

pembuangan limbah, dan lain-lain. Polutan yang utama adalah karbon monokside

yang mencapai hampir setengahnya dari seluruh polutan yang ada.

Toksisitas kelima kelompok polutan tersebut berbeda-beda, Polutan yang

paling berbahaya bagi kesehatan adalah partikel-partikel, diikuti berturut-turut dengan

NOx, SOx, hidrokarbon, dan yang paling rendah toksisitasnya adalah karbon

monokside.

F 2. Mekanisme Reduksi Pencemaran Udara Oleh Tumbuhan

a. Pengurangan CO2 oleh Tanaman

Melalui proses fotosintesis tanaman membutuhkan CO2 untuk

metabolismenya. Peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfir antara lain akan

merangsang proses fotosintesis, meningkatkan pertumbuhan tanaman dan

produktivitasnya tanpa diikuti oleh peningkatan kebutuhan air (transpirasi)

Fotosintesis umumnya terjadi pada semua tumbuhan hijau yang memiliki kloroplast

atau pada semua tumbuhan yang memiliki zat warna. Secara umum proses

fotosintesis adalah pengikatan gas karbon-dioksida (CO2) dari udara dan molekul air

(H2O) dari tanah dengan bantuan energi foton cahaya tampak, akan membentuk gula

heksosa (C6H12O6) dan gas oksigen (O2) sebagai berikut:

6 CO2 + 6 H2O + 48 hv -> C6H12O6 + 6 O2

b. Proses Reaksi Reduksi Pencemaran Udara Oleh Tumbuhan

Gas-gas di udara akan didifusikan ke dalam daun melalui stomata (mulut

daun) pada proses fotosintesis kemudian didifusikan oleh akar tanaman. gas

pencemar yang masuk ke jaringan daun melalui lubang stomata yang berada di

epidermis atas. Masing-masing stomata dapat membuka jika tekanan air internal

berubah, yang merupakan lubang keluar masuk polutan walaupun secara umum

terdapat kutin pada jaringan epidermis atas, gas pencemar dapat masuk ke jaringan

daun melalui sedikit stomata.

Epidermis ini adalah target utama dari polutan udara, dimana polutan pertama

masuk melalui stomata dan bereaksi dalam lubang ini melalui lubang-lubang ini,

Selanjutnya bereaksi dengan sel mesofil. Setiap tanaman mempunyai karakteristik

yang berbeda dalam mengabsorbsi gas-gas tertentu di udara, sehingga dapat

merupakan penyangga yang baik terhadap pencemaran udara. Beberapa tanaman

mampu memproduksi polutan menjadi asam organik, gula, dan beberapa senyawa

asam amino.

F3. Filter Udara

Saringan (filter udara) berfungsi menyaring udara yang melewati evaporator,

sehingga udara yang bersirkulasi dalam ruangan menjadi lebih bersih.

F4. Evaporator (Penguap)

Evaporator adalah komponen pada sistem pendingin yang berfungsi sebagai

penukar kalor, serta bertugas menguapkan refrigeran dalam sistem, sebelum dihisap

oleh kompresor. Panas udara sekeliling diserap evaporator yang menyebabkan suhu

udara disekeliling evaporator turun. Suhu udara yang rendah ini dipindahkan

ketempat lain dengan jalan dihembus oleh kipas, yang menyebabkan terjadinya aliran

udara.

Perpindahan kalor yang terjadi pada evaporator adalah konveksi paksa yang

terjadi di dalam dan di luar tabung serta konduksi pada tabungnya. Perpindahan panas

total yang terjadi merupakan kombinasi dari ketiganya. Harga koefisien perpindahan

panas menyeluruh dapat ditentukan dengan terlebihi dahulu menghitung koefisien

perpindahan kalor pada sisi refrigeran dan sisi udara yang telah dijelaskan

sebelumnya. Selanjutnya koefisien perpindahan panas total dihitung berdasarkan luas

permukaan dalam pipa dan berdasarkan luas permukaan luar pipa

G. METODE PELAKSANAAN

G 1. Studi Literatur

Kegiatan ini dilakukan dengan mencari materi penunjang dari buku dan

internet. Bahan-bahan yang dicari adalah meliputi hal hal sebagai berikut :

- Permasalahan yang terdapat di ruangan seperti polusi udara dan suhu ruangan yang

tinggi yang disebabkan kondisi daerah, aktivitas industri, dan transportasi. Polusi

tersebut dapat berupa gas buang dan partikel-partikel kecil contohnya debu.

- Studi teknologi terdahulu. teknologi yang menjadi acuan yang dapat mengurangi

polusi dan suhu yang tinggi di ruangan adalah airpurifier tanaman dan air cooler.

Teknologi yang digunakan adalah dengan cara mengkombinasi kelebihan dari dua

teknologi tersebut.

G 2. Pemodelan dan Rancangan Alat

Pemodelan dan rancangan alat digunakan untum mendapatkan model yang

minimalis dan indah sebagai hiasan. Dalam hal ini menyerupai pot tanaman di dalam

ruangan, namun dengan menambahkan teknologi aircooler dan airpurifier pada pot

tersebut.

G 3. Pembuatan Alat

Alat berfungsi untuk mengurangi polusi dan suhu yang begitu tinggi di

ruangan. Alat ini menggunakan bahan acrylic yang berlubang pada bagian penutup

atasnya agar tanaman mendapatkan gas CO2 dan cahaya untuk melakukan

metabolisme yang dapat memproduksi oksigen dan menyaring udara. Pada alat

bagian bawah terbuat dari toples plastik yang berfungsi sebagai tempat peletakan

peralatan lainnya seperti pot sebagai media tanaman, filter udara sebagai penyaring

debu yang tidak tertangkap oleh tanaman, wadah penyimpanan sebagai tempat es

batu. pompa untuk mendistribusi air es ke evaporator, ovaporator yang berbahan

selang tembaga sebagai alat mengkonveksi suhu dari air es ke udara, blower

merupakan alat yang memproduksi angin untuk mendistribusikan udara yang segar

dari tanaman dan udara dingin dari evaporator ke ruangan.

G 4. Pengujian Alat

Pengujian alat bertujuan untuk menemukan kendala dalam sitem penyaringan

dan pendingin udara. Dalam hal ini yang di uji adalah kualitas udara di sekitar

tanaman tanpa alat dan kualitas udara yang diproduksi oleh alat ini.

G 5. Analisis

Analisis dilakukan terhadap udara yang diproduksi dari alat tersebut. udara

yang diproduksi memiliki karakterisrtik seperti memiliki suhu yang rendah dan tidak

adanya polusi yang mencemari. Jika karakteristik tersebut belum mencakupi maka

akan dilakukan studi literatur dan perbaikan alat.

G 8. Diagram Alir Pelaksanaan Program

H. JADWAL KEGIATAN

No Kegiatan

Bulan

I II III IV V

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi Literatur

END

Pembuatan Laporan

Pengujian dan Analisis

Pembuatan alat

Pemodelan dan rancangan alat

Studi Literatur

START

2Pemodelan dan

Rancangan Alat

3 Pembuatan Alat

4 Pengujian Alat

5 Analisis

6Penyusunan

Laporan

I. RANCANGAN BIAYA

No KeteranganJumlah

Unit

Harga per

Unit (Rp)Jumlah (Rp)

1 Kesekretariatan

Kertas 1 30.000,00 30.000,00

Tinta 4 20.000,00 50.000,00

Pengendapan Laporan 5 10.000,00 50.000,00

Sub total 160.000,00

2 Peralatan

Pemotong akrilik 2 50.000,00 100.000,00

Lem 5 10.000,00 50.000,00

Bor 1 500.000,00 500.000,00

Amplas 5 5000,00 25.000,00

Penggaris 60 cm 1 50.000,00 50.000,00

Silet 1 10.000,00 10.000,00

Sub total 735.000,00

3 Pengujian Alat

Kertas saring 10 25.000,00 250.000,00

Pompa Hisap 1 300.000,00 300.000,0

Zat Kimia 1 500.000,00 500.000,00

Sub total 1.050.000,00

4 Perancangan Alat

Akrilik 100x200 (1,5 mm) 3 200.000,00 600.000,00

Pot 3 30.000,00 90.000,00

Tanaman 3 20.000,00 60.000,00

Selang Tembaga 6 15.000,00 90.000,00

Es Batu 10 2000,00 20.000,00

Pompa Aquarium 3 350.000,00 1.050.000,00

Selang 6 2.000,00 18.000,00

Kabel 3 5.000,00 15.000,00

Tanah 3 20.000,00 60.000,00

Toples 3 50.000,00 150.000,00

Penyaring 3 20.000,00 60.000,00

Sub total 2.213.000,00

5 Total Biaya 4.158.000,00

J. DAFTAR PUSTAKA

Santoso, Suci N. (2011). Penggunaan Tumbuhan Sebagai Pereduksi Pencemaran

Udara. Skripsi. Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan

Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Kusminingrum, Nanny. (2008). Potensi Tanaman dalam Menyerap CO2 dan CO

Untuk Mengurangi Dampak Pemanasan Global. Jurnal. Pusat Litbang

Bandung.

Anonim. Sistem Kerja Ac Split. Diakses dari

http://www.electronicglobal.com/2011/05/sistem-kerja-ac-split.html, pada

tanggal 26 Agustus 2014.

WHO. Air Pollution. Diakses dari

http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2014/air-pollution/en/, pada

tanggal 26 Agustus 2014.

K. LAMPIRAN