Haloo semuaa, kembali lagi bersamaku, kali ini aku akan memberikan sebuah solusi untuk permasalahan pada blog ku sebelumnya yang berjudul “Masalah air bersih di daerah gunung putri”. Sebelumnya, permasalahan air bersih di daerah gunung putri terkadang mengalami masalah, seperti air yang tiba-tiba kotor atau mati air. Keadaan air yang kotor ini kadang bisa diperparah jika terjadi banjir di daerah sekitar, karena banyak lumpur yang menumpuk. Nah, maka dari itu aku dan teman kelompokku akan memberikan solusi yang akan digunakan, tetapi lebih fokus ke dalam permasalahan air yang kotor ingin diubah menjadi bersih kembali.
Pada kali ini kami akan menawarkan sebuah solusi untuk masalah air bersih pada daerah ini. Solusi ini aku buat untuk mengatasi air kotor yang terkadang muncul. Kami menaruh solusi dengan menggunakan sensor pada setiap titik pada pipa hingga bak penampungan ketika melakukan penyaringan terhadap air. Sensor ini akan dibuat untuk bekerja secara otomatis, jadi tidak ada campur dari manusia lagi. Solusi ini kami buat istilahnya dengan “Automatic Water Cleansing System”.
Air bersih merupakan sumber daya alam yang sangat penting bagi pertanian, industri dan kehidupan manusia di bumi. Saat ini, fasilitas air minum yang memadai menghadapi sebuah permasalahan (Shafi et al., 2018) (Siregar et al., 2017). Penggunaan bahan kimia pada industri, pestisida dalam pertanian, serta metana dari peternakan telah berkontribusi besar dalam menurunnya kualitas air di dunia (Cloete et al., 2014).
IoT, Sistem Terintegrasi
Saat ini manusia hidup di zaman yang serba cepat dan terintegrasi. Segala aspek kehidupan manusia tidak lagi dapat dilepaskan dari digitalisasi dan integrasi. Dalam mewujudkan kehidupan yang sejahtera dan berkualitas, manusia perlu untuk terus berinovasi.
Penerapan teknologi tepat guna dan konvensional dinilai lebih sesuai dengan dinamika masyarakat yang ada. Namun, di satu sisi, tanpa adanya integrasi, banyak sisi dari teknologi yang justru tersia-sia. Oleh karena itu, perlu adanya integrasi antara metode konvensional dan teknologi digital demi mewujudkan kehidupan yang lebih berkualitas.
Membawa teknologi digital ke dalam pengelolaan lingkungan, khususnya dalam manajemen air dapat memberi tiga manfaat, (Radhakrisnan dan Wu, 2018). Manfaat yang pertama ialah integrasi teknologi yang diyakini dapat membawa manajemen air menuju tingkatan yang lebih baik. Selanjutnya, penyimpanan data, , perhitungan. Dengan adanya master data pengairan, pemantauan kualitas, serta manajemen pengaraian dapat dilakukan dengan lebih efektif dan hemat dana. Terakhir, digitalisasi manajemen air akan menghemat penggunaan daya karena daya yang digunakan lebih terpeta dan efisien.
Dalam perkembangannya, menurut Wu, 2018, setidaknya ada empat aplikasi dari teknologi informasi yang dapat digunakan pada digitalisasi manajemen pengairan. Keempatnya ialah smart water monitor system, smart irrigation, smart gardening, dan smart aquaculture.
Sistem integrasi ini akan mengintegrasi dan menghubungkan sensor pada pembahasan dan filter yang ada, sebelum dimanfaatkan untuk berbagai kegiatan. Nantinya, kondisi air akan dipantau oleh sensor. Kemudian, data dari sensor dikirim ke penyimpanan untuk kemudian diproses. Jika kondisi air buruk, sistem akan mengirim air ke filter sebelum dikirim ke pengguna untuk dimanfaatkan.
Filter air
Air yang memiliki kualitas buruk sebelum disalurkan atau pun digunakan harus diperbaiki kualitasnya. Salah satu cara yang efisien dalam meningkatkan kualitas air ialah penggunaan filter. Pada sistem kali ini diperlukan filter air yang simpel, tidak memakan tempat namun efektif.
Carbon filter memiliki kemampuan menghilangkan pestisida dan parasit serta menormalkan pH air. Filter karbon memfilter melalui adsorpsi(penyerapan). Proses filternya adalah air melewati filter karbon dan terjadi proses adsorpsi, yaitu proses dimana zat-zat berbahaya menempel pada karbon dan menggumpal sehingga air bersih dari zat-zat tampak(mostly) dan tdk tampak(beberapa zat saja).
Filter karbon sangat berpori dan punya permukaan yg luas sehingga efektif dalam mengurangi rasa tak sedap, bau, dan partikel tak diinginkan lainnya dalam air. Pori-pori pada filter karbon ini diukur dalam mikron. Semakin kecil mikron, maka semakin halus penyaringannya. Laju air dan tekanan rendah memberi banyak waktu agar partikel berbahaya menempel pada filter. Semakin lama air kontak dengan filter, semakin efisien penyaringannya.
Selanjutnya, digunakan filter dengan membran reverse osmosis. Membran reverse osmosis: merupakan selaput permeabel yg dapat memfilter air dari logam,virus atau bakteri. Cara kerja RO adalah memberi tekanan pada membran sehingga molekul air dapat lewat namun senyawa anorganik tidak.
Terakhir, penggunaan filter biosand (Berliandra et. al., 2015). Filter biosand dapat meningkatkan kandungan pH, menurunkan kandungan organik air sehingga aman digunakan. Filter biosand adalah filter yang terdiri atas pasir kuarsa dan kerikil dengan diameter efektif, serta lap[isan biofilm yang terbentuk dari pengairan selama 7 hari.
Sensor Kualitas Air
Kualitas air pada manajemen pengairan setidaknya memiliki empat parameter kualitas, yakni
Nilai pH air
Tingkat kekeruhan
Tingkat air pada tangki
Temperatur dan kelembapan air
Sensor-sensor yang dibutuhkan di antaranya
1. Sensor pH air.
pH adalah tingkat kandungan ion hidrogen dalam cairan. Tingkat pH dihitung dengan tes penyangga atau uji kandungan alkaline dari ion hidrogen dalam air (Cloete et al., 2014). Normalnya, pH air ada pada angka 7, sedangkan pH air yang aman untuk diminum ada pada rentang 6.5-9.5. pH rendah atau nol menunjukkan cairan yang asam, sebaliknya pH 14 atau tinggi menunjukkan cairan yang basa. Untuk menghitung pH air digunakanlah elektroda sebagai alat ukur dan referensi. Salah satu tool yang dapat digunakan untuk menghitung pH terintegrasi ialah arduino (Fajrin et. al., 2020)
2. Sensor kedua dan ketiga dibutuhkan untuk mengecek jika air sudah terfilter dengan bersih,
3. Sensor keempat dibutuhkan untuk mendeteksi bak penampungan jika sudah mencapai batas kapasitasnya,
4. Selain itu, ada beberapa pipa penghubung yang disambungkan dengan pipa yang menyalurkan air dari sumber (pipa sumber),
5. Dua buah penyaring air dengan teknologi terbarukan, dan
6. Bak penampungan air (150 L) yang akan menampung air kotor yang telah melewati proses penyaringan (air bersih).
7. Tujuh pintu kecil (gate)yang dipasangkan pada pipa dan akan terhubung dengan sensor sehingga dapat membuka tutup secara otomatis.
Ini adalah contoh sketsa alat yang menjadi solusi dalam permasalahan ini.
Cara kerja Alat
1. Pipa yang disambungkan dengan pipa yang menyalurkan air dari sumber (pipa sumber) memiliki sebuah pintu (gate) yang akan membuka akses pada pipa sambungan dan menutup akses pipa sumber ketika sensor mendeteksi bahwa air ternyata keruh atau kotor. Sensor ini terletak pada pipa sumber dan akan mendeteksi air terkontaminasi oleh kotoran atau tidak.
2. Ketika sensor mendeteksi air yang mengalir adalah kotor, maka air akan langsung mengalir ke pipa sambungan dan pintu pada pipa sambungan akan menutup pipa sumber dan air akan melakukan tahap penyaringan. Jika sensor mendeteksi bahwa air itu masih bersih, maka pintu akan tetap tertutup pada pipa penyambung dan air tetap mengalir melalui pipa sumber.
3. Air akan melewati penyaring pertama yaitu carbon filter yang akan menyaring air sekitar 50 %, artinya pada tahap ini air akan dibersihkan, tetapi masih 50 % kebersihannya. Sebelum air dengan kebersihan 50% ini memasuki tahap penyaringan kedua, ada sensor yang akan mendeteksi apakah air sudah 50 % bersih atau belum, jika belum, pintu pada pipa sambungan lain akan terbuka dan air akan masuk ke dalam untuk melakukan penyaringan ulang.
4. Jika air terdeteksi sudah 50 % bersih, pintu pada pipa sambung yang lain akan terbuka dan air akan mengalir ke penyaring kedua.
5. Selanjutnya, air akan di saring pada penyaring kedua yaitu membrane RO dan hasil di penyaring kedua ini adalah 100 %, artinya air dengan kebersihan 50 % tadi akan di saring lagi menjadi kebersihan sebesar 100 %. Sebelum memasuki bak penampungan, terdapat sensor pula yang akan mendeteksi apakah air sudah mencapai kebersihan 100 % atau belum, jika belum, pintu pada pipa sambungan lain akan terbuka dan air akan disaring ulang kembali.
6. Jika hasil air pada penyaringan kedua terdeteksi oleh sensor sudah mencapai 100 % kebersihannya, pipa pada penyambung lain akan terbuka dan air akan mengalir ke dalam bak penampungan.
7. Di dalam bak penampungan, terdapat sensor pula sebagai pendeteksi ketika air sudah mencapai batas kapasitas tampung. Jika air sudah mencapai batas tampungnya (batasnya 150 L diasumsikan) maka sensor pada bak penampung akan memberikan sinyal agar pintu pada setiap pipa ditutup.
8. Bak penampungan ini adalah tempat sementara bagi air bersih, jika kita membutuhkan air untuk bermacam kebutuhan, air dalam bak akan di pompa melalui pipa yang tersambung menuju kamar mandi, dapur, tempat cuci, keran, dan lain lain.
Permasalahan air bersih pada daerah ini akan diselesaikan dengan sistem ini yang sensornya akan bekerja secara otomatis dan sudah memiliki alat penyaring dengan teknologi terbarukan. Dengan adanya sistem otomatis ini, para pekerja bisa memantaunya melalui aplikasi atau suatu program, tidak perlu pergi ke tempat, karena yang bekerja dalam sistem ini adalah sebuah sensor yang bekerja secara otomatis, kecuali terdapat masalah pada alat nya secara langsung. Solusi ini dibuat agar ketika air sedang keruh atau kotor, sensor serta penyaring bisa secara otomatis bekerja untuk menyaring dan ketika air sudah bersih sistem otomatis untuk mematikan dan aliran air bersih mengalir seperti normal kembali melalui pipa sumber. Solusi ini baik untuk diterapkan di daerah sekitar yang masih membutuhkan air bersih atau masih kekurangan. Oleh karena itu, dengan adanya sistem yang canggih ini akan memudahkan pekerjaan manusia.
Sekian semuanya solusi dariku serta teman2 kelompokku, semoga bermanfaat, dan ini sebenarnya solusi yang saya bayangkan saja dan belum tahu bagaimana nantinya, ini merupakan gambaran saja bagaimana sebuah sistem otomatis dari pembersih air dan jika ada salah mohon dimaafkan, seperti salah dalam cara kerjanya, atau alat-alat yang disebutkan, gambar sketsa yang masih terlihat kurang bagus,pokoknya semoga bermanfaat ya guys, terima kasih!
Referensi
[1] B. Siregar, K. Menen, S. Efendi, U. Andayani and F. Fahmi, "Monitoring quality standard of waste water using wireless sensor network technology for smart environment," 2017 International Conference on ICT For Smart Society (ICISS), Tangerang, Indonesia, 2017, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICTSS.2017.8288865.
[2] S. Pasika, S. T. Gandla, “Smart water quality monitoring system with cost-effective using IoT,” 2020, Heliyon, Volume 6, Issue 7, e04096,ISSN 2405-8440, https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04096. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844020309403
[3] V. Radhakrishnan and W. Wu, "IoT Technology for Smart Water System," 2018 IEEE 20th International Conference on High Performance Computing and Communications; IEEE 16th International Conference on Smart City; IEEE 4th International Conference on Data Science and Systems (HPCC/SmartCity/DSS), Exeter, UK, 2018, pp. 1491-1496, doi: 10.1109/HPCC/SmartCity/DSS.2018.00246.
[4] Mohammad Salah Uddin Chowdury, Talha Bin Emran, Subhasish Ghosh, Abhijit Pathak, Mohd. Manjur Alam, Nurul Absar, Karl Andersson, Mohammad Shahadat Hossain, 2019, “IoT Based Real-time River Water Quality Monitoring System, Procedia Computer Science, Volume 155, Pages 161-168, ISSN 1877-0509, https://doi.org/10.1016/j.procs.2019.08.025. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877050919309391
[5] H. R. Fajrin, U. Zakiyyah, K. Supriyadi. 2020. “Alat Pengukur pH Berbasis Arduino”. Jurnal Teknik Elektromedik Indonesia, Vol 01 No. 2, pp 36-43. https://journal.umy.ac.id/index.php/mt/article/view/8536/pdf_4
[6] O. Berliandra, Y. L. Handayani, L. Darmayanti. 2015. “APLIKASI BIOSAND FILTER DENGAN PENAMBAHAN MEDIA KARBON (ARANG KAYU) UNTUK PENGOLAHAN AIR SUMUR DAERAH GAMBUT’. Jom FTEKNIK, Volume 2 No. 1, pp. 1-7. https://media.neliti.com/media/publications/205416-aplikasi-biosand-filter-dengan-penambaha.pdf
[7] Usman, Syakur. 2019. “Kenali Varian Pureit, Solusi Air Minum Sehat dan Higienis bagi Keluarga”. 25 Oktober 2019. Diakses pada 9 Maret 2021. https://www.merdeka.com/sehat/kenali-varian-pureit-solusi-air-minum-sehat-dan-higienis-bagi-keluarga.html
[8] PT Deltapuro Indonesia. 2019. “Membran Filtrasi”. 18 Desember 2019. Diakses pada 9 Maret 2021. https://www.deltapuro.com/2019/12/membran-filtrasi.html#:~:text=Bagaimana%20cara%20kerja%20filter%20membran,pemisahan%20air%20menjadi%20dua%20jalur
[9] Woodard, John. 2019. “Activated Carbon Filters 101”. 9 April 2019. Diakses pada 9 Maret 2021. https://www.freshwatersystems.com/blogs/blog/activated-carbon-filters-101
[10] U. Shafi, R. Mumtaz, H. Anwar, A. M. Qamar and H. Khurshid, "Surface Water Pollution Detection using Internet of Things," 2018 15th International Conference on Smart Cities: Improving Quality of Life Using ICT & IoT (HONET-ICT), Islamabad, Pakistan, 2018, pp. 92-96, doi: 10.1109/HONET.2018.8551341.
[11] “Membran RO Filmtec”. https://viscochemical.com/.No date. Diakses pada 9 Maret 2021. https://viscochemical.com/membran-ro-filmtec/#:~:text=Membran%20RO%20atau%20biasa%20disebut,air%20murni%20bebas%20dari%20pencemaran.
Komentar
Posting Komentar