Rancang Bangun Alat Ukur Konsentrasi Gas Co2 Dan No2 Untuk Pengamatan Emisi Dari Pembakaran Sampah Rumah Tangga

Abstract

Abstrak Pembakaran sampah secara langsung sebagai solusi jangka pendek untuk mengurangi volumenya di daerah pemukiman, apabila tidak digunakan metode insinerasi yang benar, akan menimbulkan masalah baru berupa pencemaran udara. Polutan yang dapat dihasilkan dari pembakaran sampah diantaranya adalah gas (Karbon Dioksida/CO2 dan Nitrogen Dioksida/NO2) dan partikulat (ukuran <2,5 mikro meter/PM2.5). Namun, konsentrasi yang dihasilkan berbeda-beda tergantung dari jenis sampah, temperatur, reaksi, pasokan oksigen, serta arah/kecepatan angin selama proses pembakaran. Oleh karena itu, diperlukan alat ukur yang dapat mengamati fluktuasi konsentrasi polutan (CO2 dan NO2) secara langsung dari pembakaran sampah rumah tangga. Sensor CO2 yang digunakan, terlebih dahulu dibandingkan dengan CO2 Meter (model GCH-2018, Lutron Electronic Enterprise, Co. Ltd.) di Laboratorium dengan hasil regresi linear, R 2 = 0,49. Sedangkan pada sensor NO2, prosedur persiapan modul sensor menggunakan perangkat lunak untuk memvalidasi luaran data konsentrasinya. Kedua sensor dipasang pada boks yang dilengkapi kipas dengan laju aliran (~4200 rpm) yang telah di optimasi (pulse width modulation (PWM) 90-100%). Kipas digunakan untuk menarik gas di udara dengan rerata tingkat kesalahan pembacaan kurang dari masing-masing akurasi sensor (CO2 < 50 ppm ±3% nilai pembacaannya dan NO2 < 0,4 ppm ± 2%). Pengukuran dilakukan di tiga lokasi tempat pembakaran sampah di sekitar kampus Universitas Telkom, Bandung. Data hasil pengukuran selalu dibandingkan dengan data dari dua stasiun tetap (di dalam kawasan kampus) yang dilengkapi dengan stasiun cuaca. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa konsentrasi gas CO2 yang dihasilkan dari tempat pembakaran sampah selalu lebih tinggi dari udara sekitar (>800 ppm). Sementara, konsentrasi gas NO2 berfluktuasi dengan konsentrasi tertinggi mencapai ~17 ppm. Walaupun alat ukur emisi gas berbasis low-cost sensor dari hasil pembakaran sampah dapat dibuat, tetapi tidak disarankan untuk meletakkan alatnya terlalu dekat dengan sumber serta pengukuran dalam periode yang lama. Kata kunci : CO2, low-cost sensor, NO2, pembakaran sampah Abstract Direct combustion of waste as a short-term solution to reduce its volume in residential areas will cause a new problem, i.e. air pollution, if not used the correct incineration method. Pollutants that can be produced from waste burning are, for example, gas (Carbon Dioxide/CO2 and Nitrogen Dioxide/NO2) and particulate (size of less than 2.5 micrometer/PM2.5). However, those concentrations varied depending on the type of waste, temperature, reaction, oxygen capacity, and wind direction/speed during the combustion process. Therefore, we need an instrument that can measure the fluctuation of gas concentrations directly from the waste burning. We compared the data between the CO2 sensor and the CO2 Meter (GCH-2018 model, Lutron Electronic Enterprise, Co. Ltd.) in the Laboratory with linear-regression results R 2 = 0.49. Whereas on the NO2 sensor, we used software-based data validation before it used in the measurement. Both sensors are mounted on a box, and it was equipped with a fan with an optimized flow rate (pulse width modulation 90-100% at ~ 4200 rpm). A fan was used to withdrawal the air with average reading errors are less than those sensor accuracies (CO2 < 50 ppm ± 3% reading and NO2 < 0,4 ppm ± 2%). Measurements are located in three locations of incinerators around Telkom University, Bandung. The data results from the field observation are always compared to the data from two fixed stations (both sites are inside campus), which equipped with weather stations. Results show that the concentration of CO2 produced from the incinerator is always higher than the ambient atmosphere (>800 ppm). Meanwhile, NO2 gas concentrations fluctuate with the highest level is up to ~17 ppm. Although a gas emission detector based on low-cost sensors from the combustion can be made, it is not recommended to place the device too close to the source and measurements for an extended period. Keywords: CO2, low-cost sensor, NO2, residential waste burning