AETHER: Smart Filter Ekstrak Jatropha multifida Linn Terimpregnasi Adsorben Alami Berbasis IoT Dan AI untuk Cerobong Industri Pengolahan Sampah

Polusi udara dari cerobong industri khususnya industri pengolahan sampah merupakan salah satu ancaman utama terhadap lingkungan dan kesehatan masyarakat, khususnya di Indonesia. Peningkatan emisi polutan, seperti karbon monoksida (CO), sulfur dioksida (SO2), dan nitrogen dioksida (NO2), memerlukan solusi yang efisien, berkelanjutan, dan ramah lingkungan. Penelitian ini mengembangkan prototipe AETHER, sebuah sistem filtrasi udara berbasis Internet of Things (IoT) dan artificial intelligence (AI) yang memanfaatkan ekstrak tanaman Jatropha multifida Linn yang diimpregnasi pada adsorben alami, seperti zeolit dan arang aktif. Metode penelitian meliputi pembuatan prototipe di laboratorium, integrasi teknologi IoT dan AI untuk pemantauan kualitas udara secara real-time, serta uji coba pada cerobong industri pengolahan sampah. Proses pembuatan melibatkan ekstraksi senyawa aktif dari Jatropha multifida Linn, impregnasi pada adsorben, dan kalibrasi sensor IoT untuk mendeteksi konsentrasi polutan sesuai standar ISPU. Analisis hasil adsorben alami menggunakan uji FTIR. Analisis efektivitas dilakukan menggunakan uji ANOVA untuk membandingkan kemampuan filtrasi dari berbagai kombinasi adsorben. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi Jatropha multifida Linn, zeolit, dan arang aktif memberikan efektivitas tertinggi, dengan penurunan polutan CO hingga 94-96%, SO2 hingga 57-60%, dan NO2 hingga 40-48%. Teknologi IoT memungkinkan pemantauan emisi secara langsung, sementara AI memberikan prediksi waktu penggantian filter untuk efisiensi operasional. Kesimpulannya, AETHER adalah inovasi yang efektif dalam mengurangi polusi udara dan berpotensi besar untuk diterapkan pada industri pengolahan sampah. Dengan penyesuaian desain, sistem ini juga dapat digunakan pada skala industri besar. AETHER tidak hanya memberikan manfaat lingkungan tetapi juga mendukung kesehatan masyarakat dengan pendekatan teknologi ramah lingkungan.

Polusi udara merupakan masalah krusial yang mengancam aspek lingkungan serta kesehatan global. Menurut World Bank tahun 2022, implikasi polusi udara yaitu kerugian ekonomi sebesar USD 1,8 triliun dari penurunan produktivitas, kerusakan lingkungan, dan biaya kesehatan. Indonesia merupakan salah satu negara yang terdampak dengan isu polusi udara. Menurut data dari IQAir tahun 2021, Indonesia adalah salah satu negara dengan tingkat polusi udara tertinggi di dunia yang menempati urutan ke-17 dengan tingkat konsentrasi PM2,5 mencapai 34,3 μg per meter kubik. Hal ini juga menjadi tanda bahwa Indonesia menduduki peringkat teratas sebagai negara yang memiliki tingkat intensitas polusi tertinggi di kawasan Asia Tenggara (Sipayung, 2023).

Menurut laporan tahunan SDGs tahun 2023 sektor energi menjadi penyumbang emisi terbesar, emisi berasal dari penggunaan bahan bakar pada transportasi, manufaktur, pembangkit listrik, pemanfaatan panas, kilang minyak, dan pertambangan batu bara (Bappenas, 2023). Lebih lanjut, data Kemenperin di tahun 2023 menunjukkan bahwa emisi gas rumah kaca (GRK) untuk sektor industri Indonesia mencapai 238,1 juta ton CO2 pada tahun 2022, meningkat sebesar 222,9 juta ton CO2 dari tahun 2021. Berdasarkan klasifikasi, pemanfaatan energi untuk sektor industri menyumbang paling banyak yaitu mencapai 152,2 juta ton CO2 atau 64 persen dari total emisi GRK industri, meningkat signifikan dari 125,1 juta ton CO2 pada tahun 2021. Terdapat beberapa daerah tergolong kategori rawan pencemaran udara, salah satunya adalah Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY). Dilansir dari detikJogja (2023), konsentrasi polusi PM2.5 di DIY pada bulan Juli 2023 melampaui ambang batas WHO yakni sebesar 15 μg per meter kubik. Peningkatan polusi udara di DIY diduga berakar dari penutupan sementara Tempat Sampah Terpadu (TPST) Piyungan yang menyebabkan warga berialih menggunakan insinerator untuk pembakaran sampah. Salah satu contoh yakni penduduk di Dusun Gamelan, Sendangtirto, Berbah, dan Sleman, yang mendatangkan insinerator (Sunartono, 2023). Insinerator dianggap sebagai solusi praktis dan efektif di dalam mengatasi bau maupun volume sampah. Di sisi lain, insinerator juga menghasilkan asap yang mencemari udara serta mengandung berbagai zat berbahaya seperti dioksin, furan, merkuri, dan timbal. Zat-zat ini dapat menyebar ke udara dan dihirup oleh manusia maupun hewan (Bakri, 2022).

Untuk mengurangi polusi udara, teknologi yang efisien, efektif, dan ramah lingkungan diperlukan untuk menangkap dan mengeluarkan polutan dari cerobong industri. Penggunaan adsorben alami seperti tanaman, zeolit, dan arang aktif adalah teknologi yang potensial. Zeolit dan arang aktif merupakan bahan anorganik dan organik yang memiliki struktur berpori dan luas permukaan yang tinggi, memiliki kemampuan untuk menyerap, mengakumulasi, dan menguraikan polutan (Aziz, 2018; Ekawati, 2023). Selain itu penggunaan beberapa jenis tanaman dapat menurunkan tingkat polusi udara. Tanaman mampu mengabsorpsi beberapa jenis polutan dengan efektif, sehingga dapat berperan dalam membersihkan atmosfer dari polusi (Widagdo, 2005). Dilansir dari Ikons (2017), ide menggunakan tanaman sebagai biofilter telah dipelajari sejak tahun 1980-an dan terbukti efektif, seperti tanaman jade, dracanea, lili paris, bromelia dan kaktus centong. Demikian pula dengan tanaman glodokan tiang yang ternyata lebih baik dalam menyerap Pb dan CO jika dibandingkan dengan tanaman Angsana (Hastutiningrum, 2018). Tanaman jarak cina dikenal sebagai Jatropha multifida Linn, adalah tumbuhan yang umum ditemukan di banyak wilayah di Indonesia, tetapi masyarakat belum banyak memanfaatkannya. Tanaman ini mengandung jatrophine, toksin dari golongan toxalbumin yang dapat mengaglutinasi dan hemolisis sel darah merah, meskipun banyak manfaatnya (Yuwono, 2015). Pemanfaatan yang diijinkan sebenarnya adalah untuk obat luar non oral, seperti obat luka, gatal-gatal, infeksi dan sebagainya. Getah jarak cina (Jatropha multifida Linn) memberikan efek koagulan terhadap sampel darah manusia. Penambahan getah jarak cina (Jatropha multifida Linn) pada sampel darah terbukti efektif dalam mempercepat waktu koagulasi (Fauziah, 2017).

Teknologi yang sudah diterapkan pada industri-industri salah satunya adalah Baghouse Filter. Teknologi ini dapat menyaring partikulat-partikulat padat yang dihasilkan oleh proses industri tetapi belum mampu untuk menyaring polutan dalam bentuk gas (Punyaponchai et al., 2024). Prototipe AETHER ini dapat mengatasi permasalahan tersebut dengan mengadsorpsi gas CO, SO2, dan NO2 dengan adsorben dari bahan alami. Efektivitas dari prototipe ini sangat menjanjikan untuk dapat diimplementasikan di berbagai industri.

Nama : Edi Mustofa Yulianto
Alamat : Jalan Gunung Slamet No 04, Desa Planjan, Kecamatan Kesugihan, Kabupaten Cilacap
No. Telepon : 089670932625