Heriyanto Helmi

FEMILA: FILTER MIKROPLASTIK CERDAS PADA LAUTAN INDONESIA BERBASIS INTERNET OF THINGS (IOT) SEBAGAI SOLUSI NYATA MENCEGAH PERUBAHAN

IKLIM PEMANASAN GLOBAL

Oleh, Heriyanto,S.H.I.

PENDAHULUAN

Sampah menjadi salah satu penyebab dari berbagai masalah di dunia, diantaranya ialah pemanasan global. Pemanasan global termasuk krisis iklim yang merugikan dan menjadi ancaman manusia, lantaran suhu bumi yang menaik (Šomplák et al., 2019). Selanjutnya sampah juga bisa terdegradasi menjadi lebih kecil lagi yang akan menjadikannya mikroplastik. Mikroplastik memiliki dampak negatif yang sangat banyak, terkhususnya di lautan (Vivekanand et al., 2021). Sebagaimana yang kita ketahui, lautan menjadi tempat penyerapan karbon dioksida dalam jumlah yang sangat banyak (Yamamoto, A., Abe-Ouchi, A., & Yamanaka, Y., 2018).

Banyaknya mikroplastik di lautan merupakan awal yang menakutkan bagi perubahan iklim dunia. Sebagaimana yang dikatakan oleh tim koordinasi sekretariat nasional penanganan sampah laut bahwa data sementara dari total sampah yang masuk ke laut pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 521.540 ton dan sekitar 12.785 ton berasal dari aktivitas laut (Kementerian Koordinator Bidang Kemaritiman dan Investasi, 2021). Sebuah penelitian yang dipimpin oleh peneliti Kyushu University mengemukakan banyaknya mikroplastik yang telah ditemukan dari seluruh dunia sejak tahun 2000 hingga 2019 ada 24,4 triliun keping atau sekitar 578.000 ton, jumlah tersebut setara dengan sekitar 30 miliar botol air mineral plastik 500 ml dan kemungkinan besar jumlah sebenarnya akan jauh lebih banyak (Isobe et al., 2021). Jumlah sampah yang sangat banyak tersebut pada akhirnya akan tertandingi oleh banyaknya ikan di lautan. Diperkirakan pada tahun 2025 rasio jumlah plastik terhadap ikan laut adalah 1:3

dan pada tahun 2050 jumlah sampah akan lebih banyak di lautan (Ilyasa, R. M. A., 2020). Dengan melimpahnya sampah dan mikroplastik di lautan, tentu banyak sekali dampak buruk yang terjadi baik itu bagi lautan dan ekosistem didalam nya. Akibat yang terjadi jika biota laut tertelan sampah dan mikroplastik ialah mengakibatkan penghambatan dalam penetasan telur dan pertumbuhan larva, pengurangan tingkat aktivitas, merusak beberapa struktur organ dan jaringan pada ikan hingga kematian (Egbeocha et al., 2018).

Ketika ekosistem laut lebih sedikit jumlahnya daripada sampah di lautan, maka akan berakibat pada penurunan fungsi laut sebagai penyerapan karbon dioksida. Dimana karbon dioksida menjadi salah satu gas yang ikut menyumbang efek rumah kaca, dan efek rumah kaca yang berlebihan akan menyebabkan perubahan iklim di Indonesia dan dunia (Yamamoto, A., Abe-Ouchi, A., & Yamanaka, Y., 2018). Beranjak dari kondisi ini, penulis mengusulkan sebuah perancangan inovasi berbasis internet of things bernama FEMILA yang bertujuan untuk mengurangi mikroplastik di lautan, dengan tujuan utama teknologi hijau guna mengurangi dampak pemanasan global.

ISI

Sebagaimana yang kita ketahui, muara merupakan perbatasan antara sungai dan laut yang menjadi tempat utama lalu lintas nya sampah yang akan masuk ke samudera. Jika kita dapat memanfaatkan muara dengan baik, maka lautan dapat terjaga dan krisis iklim pun dapat teratasi. Penjelasan mengenai alat-alat yang digunakan dalam pengembangan FEMILA sebagai berikut:

• Sensor ultrasonic HC-SR04 Sensor yang bekerja dengan mengeluarkan pantulan gelombang suara kemudian pantulan tersebut diterima dan diproses untuk mengetahui jarak antara sensor dengan objek (sampah). Gelombang ini dibangkitkan dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu.

• Modul SIM808 SIM808 berfungsi untuk mendapatkan data GPS dan mengirimkan data ke internet, ini digunakan untuk mendapatkan posisi atau lokasi yang dituju. Modul SIM808 membutuhkan Arduino sebagai hardware dalam perancangannya.

• Google firebase Firebase adalah penyedia layanan real time database dan backend yang saat ini dimiliki oleh Google. Google Firebase terdapat fitur firebase real time database dengan kelebihannya adalah dapat menyimpan data secara lokal ketika tidak ada akses internet, kemudian melakukan sync data segera setelah mendapatkan akses internet.

• Web server Server atau web server adalah sebuah software yang berfungsi sebagai penerima permintaan yang dikirimkan melalui browser kemudian memberikan tanggapan permintaan dalam bentuk halaman situs web atau lebih umumnya dalam dokumen HTML. Fungsi utama nya untuk melakukan atau mentransfer berkas permintaan pengguna melalui protokol komunikasi yang telah ditentukan sedemikian rupa.

• Bulk acoustic wave Bulk acoustic wave adalah filter yang terbuat dari material piezoelektrik berupa kristal quartz yang terletak diantara dua lapisan elektrode. Dengan struktur ini gelombangkan akan merambat vertikal pada seluruh bagian piezoelektrik. Filter BAW beroperasi pada rentang frekuensi diatas 1.5 GHz dan tidak sensitive terhadap perubahan suhu.

Penjelasan mengenai gambar diatas:

1. Tahap preliminary treatment, tahap ini di design untuk menampung sampah yang terlihat oleh mata telanjang. Bagian ini terdapat sistem drainase yang berfungsi untuk mencegah meluapnya air disana. Setelah itu diberikan jaring sebesar 3 cm x 4cm, berfungsi untuk menampung dan menjaga sampah agar tetap berada pada area tersebut. Selanjutnya terdapat sensor ultrasonik yang digunakan untuk mendeteksi ketika sampah telah penuh. Dan juga terdapat modul SIM808 yang berfungsi untuk mengirimkan latitude longitude melalui jaringan internet ke web server dan menyimpan nya ke database. Setelah menerima data dari database (firebase) maka selanjutnya akan diteruskan ke smartphone untuk memudahkan pengecekan sampah tersebut. Jika tempat tersebut telah terisi penuh maka akan muncul notifikasi pada smartphone.

2. Selanjutnya tahap screening, tahap ini digunakan untuk menampung sampah-sampah yang berukuran lebih kecil yang bisa melewati tahap sebelumnya yaitu preliminary treatment. Pada bagian ini diberikan jeruji saring yang berukuran 2 mm. Jeruji saring besi ini dipilih karena kemudahan dalam pengangkutan sampah ketika penuh. Untuk mendeteksi sampah ketika penuh, diberikan fasilitas seperti pada tahap preliminary treatment.

3. Sand filter, tahap ini menggunakan filter mesh stainless stell berukuran

0.10 mm dan lapisan pasir silika sebagai media utamanya, ini dilakukan untuk menahan mikroplastik yang berukuran lebih kecil dari 2mm. Lapisan penyangga terbuat dari batu kerikil, gravel ataupun anthracite yang diletakkan secara diagonal. Selanjutnya diberikan 3 jalur untuk dilewati air, 1 jalur tengah menuju ke microplastic shelter, 2 jalur lainnya untuk air yang telah terfiltrasi dan menuju langsung ke lautan. Pada jalur bagian tengah diberikan gelombang akustik dengan menggunakan perangkat bulk acoustic wave yang berfungsi untuk mendorong partikel mikroplastik yang berhasil lolos pada bagian sand filter untuk masuk ke microplastic shelter.

4. Tahap terakhir yaitu microplastic shelter, ini sebagai wadah penampung mikroplastik yang akan di tindak lanjuti secara kimia guna menghilangkan mikroplastik tersebut. Pada bagian ini juga diberikan fasilitas pendeteksi seperti pada bagian-bagian sebelumnya.

Mekanisme kerja alat FEMILA, diawali dengan sensor ultrasonik yang berfungsi untuk memantau banyak nya sampah yang terdapat pada masing-masing bagian dan dideteksi dengan mikrokontroler arduino uno. Inputan yang masuk ke arduino uno akan diproses dan kemudian ditentukan perintah-perintah selanjutnya yang telah diprogram didalam mikrokontroler tersebut. Setelah di proses oleh mikrokontroler, maka akan menghasilkan output pada modul SIM808 berupa latitude longitude dan status sampah, serta akan dikirimkan langsung melalui jaringan internet ke web server. Fungsi dari web server ini sebagai jembatan penghubung antara arduino uno dengan firebase. Ini dilakukan karena aurduino uno tidak memiliki kemampuan enkripsi data sehingga tidak dapat mengirimkan data langsung ke firebase.

Setelah data berada pada web server, selanjutnya data tersebut akan disimpan pada database atau firebase. Firebase disini telah memiliki kemampuan event handler, dimana setiap terjadi perubahan bisa segera terdeteksi dan ditangani. Langkah selanjutnya yang dilakukan setelah firebase menerima data dari web server adalah meneruskan data tersebut ke aplikasi android yang terdapat

pada smartphone. Dan akan memunculkan notifikasi jika ada salah satu bagian dari FEMILA telah terisi penuh oleh sampah.

Dalam upaya merealisasikan FEMILA, prediksi anggaran sangat dibutuhkan. Berikut prediksi harga dari beberapa barang yang dibutuhkan dengan lebar muara per 10 meter:

Untuk mendapatkan gambaran lebih lanjut tentang kekuatan dan kelemahan FEMILA ini, maka dilakukannya analisis SWOT. Berikut analisa yang didapatkan diantaranya:

a. Kekuatan

Memudahkan dalam penjagaan sampah di lautan

Terdapat pengingat berupa notifikasi pada smartphone jika sampah telah terisi penuh

b. Kelemahan

Rutin dalam perawatan dan pengembangan alat dikarenakan ukuran mikroplastik yang sangat kecil.

c. Peluang

Teknologi ini dapat meningkatkan pendapatan negara dan juga dapat mengatasi permasalahan di lautan. Menjadi salah satu produk yang dapat menanggulangi efek rumah kaca.

d. Ancaman

Mikroplastik dengan ukuran sangat kecil dapat lolos dalam penyaringan

PENUTUP

Jika semua pihak mendukung terealisasinya gagasan ini, maka selanjutnya akan terus dikembangkan metode untuk meningkatkan efisiensi dari penggunaan FEMILA. Satu diantara pengembangan yang dapat di implementasikan ialah software berteknologi Artificial Intelligence (AI) yang sedang dikembangkan oleh perusahaan Jepang yaitu NEC Corp dan JAMSTEC. Cara kerja software ini dengan pengenalan gambar berdasarkan rapid machine-learning dan menggabungkan teknologi deep learning. Software tersebut diletakkan pada jalur sand filter yang menuju langsung ke lautan, ini berguna untuk mendeteksi mikroplastik yang berhasil lolos pada alat FEMILA. Dengan terlaksananya gagasan ini, maka akan sangat membantu untuk mengurangi mikroplastik dan diprediksikan dapat meningkatkan kehidupan biota laut dan menjadikan lautan dapat menyerap karbon dioksida lebih baik lagi. Berdasarkan penjelasan diatas, penggunaan FEMILA dinilai efektif untuk mengurangi sampah dan mikroplastik di lautan yang saat ini tengah menjadi perbincangan oleh banyak kalangan.

Penerapan solusi ini mampu memberikan keunggulan dari sektor industri dan juga lingkungan. Inovasi ini juga diharapkan dapat menjadi salah satu alat yang dapat menanggulangi krisis iklim di Indonesia, serta menjadi contoh bagi negara luar dalam hal penanggulangan sampah untuk menekan tingginya pemanasan global yang berpengaruh besar terhadap climate change.

DAFTAR PUSTAKA

Egbeocha, C. O., Malek, S., Emenike, C. U., & Milow, P. (2018). Feasting On Microplastics: Ingestion By And Effects On Marine Organisms. Aquatic Biology, 27, 93-106.

Eriksen, M., Mason, S., Wilson, S., Box, C., Zellers, A., Edwards, W., ... & Amato, S. (2013). Microplastic Pollution In The Surface Waters Of The Laurentian Great Lakes. Marine Pollution Bulletin, 77(1-2), 177-182.

Hemachandran, E., Laurell, T., & Sen, A. K. (2019). Continuous Droplet Coalescence In A Microchannel Coflow Using Bulk Acoustic Waves. Physical Review Applied, 12(4), 044008.

Ilyasa, R. M. A. (2020). Analisis Pertanggungjawaban Negara Yang Menimbulkan Dampak Kerugian Dalam Kasus Pembuangan Sampah Plastik Di Samudra Pasifik Dalam Perspektif Hukum Internasional. Padjadjaran Law Review, 8(1), 40-55.

Isobe, A., Azuma, T., Cordova, M. R., Cózar, A., Galgani, F., Hagita, R., ... & Zhang, W. (2021). A Multilevel Dataset Of Microplastic Abundance In The World’s Upper Ocean And The Laurentian Great Lakes. Microplastics And Nanoplastics, 1(1), 1-14.

Jenihansen, Ricky. (2021, November 3). Terus Bertambah, Jumlah Mikroplastik Di Lautan Mencapai 24,4 Triliun.

Kementerian Koordinator Bidang Kemaritiman Dan Investasi. (2021). “Gelar Webinar Pengelolaan Sampah Di Kapal Dan Pelabuhan, Kemenko Marves Tekankan Pentingnya Penanganan Sampah Laut Secara Terintegrasi” (27 Januari). Accessed From Https://Maritim.Go.Id/Gelar-Webinar-Pengelolaan- Sampah-Kapal-Pelabuhan-Kemenko-Marves/

Lestari, N. P. R., Raharjo, Y. S., & Winardi, S. (2019). Notifikasi Kondisi Sampah Penuh Secara Realtime Melalui Smartphone. E- Narodroid, 5(2), 68-74.

Lewi, E. B., Sunarya, U., & Ramadan, D. N. (2017). Sistem Monitoring Ketinggian Air Berbasis Internet Of Things Menggunakan Google Firebase. Eproceedings Of Applied Science, 3(2).

Prastyawati, F. W. (2017). Menelusuri Sampah Laut Di Kepulauan Seribu (Doctoral Dissertation, Universitas Multimedia Nusantara).

Šomplák, R., Pavlas, M., Nevrlý, V., Touš, M., & Popela, P. (2019). Contribution To Global Warming Potential By Waste Producers: Identification By Reverse Logistic Modelling. Journal Of Cleaner Production, 208, 1294- 1303.

Vivekanand, A. C., Mohapatra, S., & Tyagi, V. K. (2021). Microplastics In Aquatic Environment: Challenges And Perspectives. Chemosphere, 282, 131151.

Yamamoto, A., Abe-Ouchi, A., & Yamanaka, Y. (2018). Long-Term Response Of Oceanic Carbon Uptake To Global Warming Via Physical And Biological Pumps. Biogeosciences, 15(13), 4163-41