POLA SEBARAN EMISI CEROBONG ASAP: STUDI KASUS PT

SEMEN PADANG INDARUNG SUMATERA BARAT INDONESIA

Fazrol Rozi 1)

, Cipto Prabowo 2)

, Aldo Erianda 3)

, Roni Tri Putra 4)

1,2,3)

Jurusan Teknologi Informasi, Politeknik Negeri Padang, Padang

Kampus Limau Manis – Padang

Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Padang, Padang

Kampus Limau Manis – Padang

email : fazrol86@gmail.com1)

Abstrak

Pencemaran udara akibat gas buangan dari PT Semen Padang telah meresahkan warga sekitar. PT Semen

Padang memiliki 17 cerobong asap yang tersebar pada pabrik indarung II, III, IV dan V pada bagian

produksi. Selama ini belum ada penelitian yang melibatkan pemodelan matematika dan teknologi informasi

untuk mendapatkan pola sebaran buangan cerobong asap PT Semen Padang. Persamaan dispersi Gauss

dikembangkan untuk memodelkan pola sebaran buangan dari n-cerobong asap. Dari model tersebut

dikembangkan sebuah perangkat lunak yang berbasis android yang terintegrasi GPS. Perangkat lunak ini

dapat digunakan oleh semua pihak yang berkepentingan, terutama pihak pengambil kebijakan yang

berkaitan dengan pencemaran lingkungan.

Kata kunci : Persamaan dispersi Gauss, Pencemaran udara, PT Semen Padang

1. Pendahuluan

Udara yang bebas polusi merupakan satu kebutuhan makhluk hidup pada umumnya, terlebih lagi pada

manusia. Namun perkembangan industri dan pembangunan yang pesat belakangan ini mengakibatkan

terjadinya polusi udara secara global.

Salah satu industri yang sedang berkembang di Indonesia adalah industri semen. Yang mana tiap tahunnya

terjadi peningkatan produksi semen dalam negeri. Asosiasi Semen Indonesia menargetkan produksi pada

tahun 2016 adalah sebanyak 85 hingga 90 juta ton pertahunnya, jumlah ini meningkat dari tahun 2015 yang

hanya 75 juta ton.

Salah satu pabrik semen yang beraktifitas di Indonesia adalah PT Semen Padang, yang terletak di kecamatan

Lubuk Kilangan, Kota Padang, Sumatera Barat. Pada tahun 2015 diperkirakan PT Semen Padang

memproduksi 9,257 juta ton semen atau sekitar 12% dari total produksi semen nasional. Jumlah ini

meningkat dari tahun 2014 yang memproduksi 8,160 juta ton.

PT Semen Padang memiliki 17 cerobong asap yang tersebar pada pabrik indarung II, III, IV dan V pada

bagian produksi. Dari cerobong inilah gas pembuangan pabrik dikeluarkan dan ini sangat berpotensi untuk

mencemari kualitas udara disekitar pabrik semen ini.

Warga sekitar telah beberapa kali melaporkan keresahan mereka diakibatkan pencemaran oleh PT Semen

Padang. Terakhir pada pertengahan 2014, Sebanyak 560 warga komplek Home Owner dari RW V, RW VI

dan RW VII, Kelurahan Ranah Cubadak, Kecamatan Lubuk Kilangan Kota Padang melaporkan dugaan

pencemaran udara akibat operasional pabrik PT Semen Padang kepada Kementerian Lingkungan Hidup.

Berdasarkan keadaan inilah, dirasa perlu untuk melakukan penelitian yang lebih mendalam mengenai

pencemaran yang diakibatkan oleh PT Semen padang. Salah satunya dengan membuat pemodelan

matematika berkaitan dengan pencemaran yang dihasilkan oleh PT Semen Padang. Dari model ini akan

didapat hasil secara teoritis berapa konsentrasi polutan pada jarak tertentu. Selain itu, bisa dilakukan analisis

untuk mengetahui jumlah penduduk, sekolah dan fasilitas umum lain yang terkena imbas polusi yang

dihasilkan PT Semen Padang.

149

National Conference of Applied Sciences, Engineering, Business and Information Technology. Politeknik Negeri Padang, 15 – 16 Oktober 2016 ISSN:2541-111x

2. Tinjauan Pustaka

Pemodelan matematika telah digunakan untuk memodelkan serta mengoptimalkan proses produksi (Locher

2002, Kolip & Savas 2010, Naghiloo et.al 2012) termasuk juga pengoptimalan kinerja mesin yang ada

didalam proses produksi (Hiromi Ariyaratne 2013, 2014).

Penggunaan model matematika juga digunakan untuk menentukan konsentrasi zat polutan (Madsen et.al

2004). Dan didapati penggunaan model matematika dalam menentukan jumlah polutan pabrik semen cukup

memberikan hasil yang akurat (Emetere & Akinyemi 2015).

Penelitian mengenai pabrik semen di Indonesia adalah pada PT Semen Tonasa yang berada di desa Mangilu,

Kecamatan Bungoro, Kabupaten Pangkajene, Sulawesi Selatan. Penelitian dilakukan untuk mengetahui

pengaruh aktifitas pabrik semen terhadap kejadian penyakit saluran pernapasan penduduk sekitar (Soetardjo,

2004) dan pemodelan sebaran gas SO2 pada cerobong asap PT Semen Tonasa (Suryani et.al, 2010).

Sedangkan untuk PT Semen Padang belum ada ditemui penelitian yang menggunakan pemodelan

matematika, untuk mengetahui penyebaran polusi yang dihasilkan oleh pabrik.

Model Dasar yang digunakan dalam penelitian ini adalah berdasarkan kepada model persamaan dispersi

gauss. Model ini mengandaikan bahwa pola sebaran yang keluar dari cerobong adalah tersebar secara

distribusi normal (perhatikan Gambar 1).

Gambar 1. Sistem koordinat pada persamaan Gaussian plume

Persamaan ini berjalan dengan asumsi sebagai berikut:

1. Nilai emisi adalah konstan

2. Dispersi pada sumbu x diabaikan

3. Keadaan meteorologi secara horizontal adalah homogen

4. tidak ada perubahan arah angin secara horizontal maupun vertikal.

5. Plume bersifat tak terbatas tanpa melihat aktifitas sebelumnya.

6. Zat polutan tidak reaktif maupun aerosol.

7. Tidak ada reaksi plume dengan permukaan.

8. Dispersi pada sumbu y dan z diambil dari sebaran gauss disekitar pusat plume.

3. Metode Penelitian

Model matematika yang digunakan untuk memodelkan penyebaran polusi udara didasari oleh bentuk umum

persamaan dispersi gauss.

( )

- (

)

* ( ( )

)

( ( )

)+ (1)

Dari persamaan ini disederhanakan untuk kawasan permukaan atau pada z = 0. Dan dengan mengandaikan

jarak searah dengan paksi x maka persamaan (1) menjadi

150

National Conference of Applied Sciences, Engineering, Business and Information Technology. Politeknik Negeri Padang, 15 – 16 Oktober 2016 ISSN:2541-111x

( )

- (

)* (

( )

)

( ( )

)+

(

)

(2)

Dengan:

C (x,y,z) adalah konsentrasi emisi pada titik (x,y,z)

Q adalah nilai rataan emisi, grams per detik

U adalah rata-rata kecepatan pada cerobong, meter per detik

σy, σz adalah standar deviasi untuk sebaran konsentrasi pada crosswind dan arah vertikal, meter

H adalah tinggi efektif cerobong yaitu jumlah tinggi cerobong dengan plume rise, meter

x jarak downwind dari cerobong,

y jarak crosswind dari pusat plume

z jarak vertikal dari permukaan

Menggunakan rumus pada persamaan (2), akan dibuat sebuah aplikasi untuk mencari nilai konsentrasi emisi

pada titik (x,0,0). Yang menjadi titik pusat atau titik (0,0,0) adalah cerobong pabrik. Aplikasi ini dapat

digunakan oleh siapa saja dan dimana saja dia berada.

Gambar 2 Sistem Kerja Aplikasi

Untuk nilai kecepatan angin, diambil pada http://api.openweathermap.org/ dan untuk nilai jarak pengguna

dari cerobong adalah dengan menggunakan sistem GPS untuk mengetahui jarak berdasarkan koordinat

pengguna saat menggunakan aplikasi. Sedangkan untuk nilai yang di input oleh pengguna adalah nilai rataan

emisi dan tinggi cerobong.

4. Hasil dan Pembahasan

Pada aplikasi , nilai yang perlu di input oleh pengguna adalah nilai tinggi cerobong dan rataan emisi. Nilai ini

dapat dimasukkan sesuai nilai standar, sebagai nilai pendekatan untuk melihat pola sebaran emisi tersebut.

Tampilan aplikasi cek emisi yang telah dibuat adalah sebagai berikut.

Gambar 3 Tampilan aplikasi cek emis

Sebelum menggunakan aplikasi ini, fitur GPS perlu diaktifkan terlebih dahulu untuk mengetahui lokasi

pengguna, ini untuk mendapatkan jarak pengguna dari cerobong. Hasil pengujian aplikasi pada beberapa

titik.

151

National Conference of Applied Sciences, Engineering, Business and Information Technology. Politeknik Negeri Padang, 15 – 16 Oktober 2016 ISSN:2541-111x

Gambar 4 Tampilan Output Nilai Konsentrasi Emisi

Pola sebaran nilai emisi berdasarkan jarak dapat dilihat pada gambar 5. Didapati bahwa, nilai emisi tertinggi

berada pada kisaran jarak 300 meter dari cerobong.

Gambar 5 Pola Sebaran Emisi

Berdasarkan pola ini, yang paling terkena dampak dari emisi cerobong asap adalah mereka yang berada dekat

(dibawah 300 meter) dari cerobong. Yaitu warga yang bermukim disekitaran pabrik dan pekerja pabrik itu

sendiri.

5. Kesimpulan dan Saran

Berdasarkan model dispersi Gauss telah dirancang sebuah aplikasi yang dapat digunakan untuk mengetahui

nilai konsentrasi emisi buangan suatu cerobong asap. Berdasarkan nilai ini, dapat dicari bagaimana pola

sebaran emisi berdasarkan jaraknya dari cerobong.

Nilai ini perlu diverifikasi berdasarkan data yang sesungguhnya, untuk mendapatkan nilai pendekatan yang

akurat. Selain itu, rumus yang digunakan ini masih dapat untuk dikembangkan guna mendapatkan hasil yang

lebih baik.

Daftar Pustaka

[1] Lamport, L., 1994, LaTeX: A Document Preparation System, Second Edition, Addison Wiley, Canada.

[2] Li, Shujun., Zheng, Xuan., 2002, Cryptanalysis of a Chaotic Image Encryption Method, Proceeding IEEE – ISACS,

Vol.2, Scottsdale-Arizona.

[3] Ariyaratne, W.K.H., Manjula, E.V.P.J., Melaaen, M.C., & Tokheim, L.A., 2013, Mathematical model for alternative

fuel combustion in a rotary cement kiln burner, International Journal of Modelling and Optimization, Vol 4, No.1,

pp. 56-61

[4] Ariyaratne, W.K.H., Melaaen, M.C., & Tokheim, L.A., 2013, The effect of alternative fuel combustion in the

cement kiln main burner on production capacity and improvement with oxygen enrichment, World Academy of

Science, Engineering and Technology, Vol 7, pp 04-29

[5] Emetere, M.E., & Akinyemi, M.L., 2013, Modelling of generic air pollution dispersion analysis from cement

factory, Analele Universitatii din Oradea – Seria Geografie, Year XXII, No 1/2013, pp.181-189

0

2E-08

4E-08

6E-08

8E-08

0.0000001

Ko

nse

ntr

asi E

mis

i

Jarak (m)

152

National Conference of Applied Sciences, Engineering, Business and Information Technology. Politeknik Negeri Padang, 15 – 16 Oktober 2016 ISSN:2541-111x

[6] Kolip, A. & Savas, F., 2010, Energy and exergy analyses of a parallel flow, four-stage cyclone precalciner type

cement plant, International Journal of the Physical Science Vol 5(7), pp. 1147-1163.

[7] Locher, G., & Klein, H., 2002, Mathematical modelling of the cement clinker burning process, VDS Congress.

[8] Madsen, H., Thyregod, P. & Albeanu, G., 2004, Computer Aided Modelling and Pollution Control in Cement

Plants, Fourth Annual Meeting of ENBIS, Copenhagen, Denmark.

[9] Naghiloo, A., Farzaneh, H, Shahabi, H.R., Assadi,M.KH. & Dasti, M., 2011, Using a developed PM in order to

optimize the production productivity in a cement industry, J. Appl. Sci. Environ. Manage. Vol. 15(2). Pp. 381-389

[10] Soetardjo, D.S, 2004, Pengaruh kegiatan pabrik semen terhadap kejadian penyakit saluran pernapasan masyarakat

sekitarnya, Tesis. Universitas Indonesia. No. Panggil T7117

[11] Suryani, S., Gunawan & Upe, A., 2010, Model sebaran polutan SO2 pada cerobong asap PT. Semen Tanosa,

Kongres dan Seminar Nasional Badan Koordinasi Pusat Studi Lingkungan Hidup se Indonesia ke XX

Biodata Penulis Fazrol Rozi memperoleh gelar Bachelor of Science, Program Studi Matematik di Universiti Kebangsaan malaysia, lulus

pada tahun 2007. Pada tahun 2010 memperoleh gelar Master of Science pada bidang ilmu yang sama dan Universitas

yang sama. Saat ini sebagai Staf pada Jurusan/Prodi Teknologi Informasi/Teknik Komputer Politeknik Negeri Padang.

153

National Conference of Applied Sciences, Engineering, Business and Information Technology. Politeknik Negeri Padang, 15 – 16 Oktober 2016 ISSN:2541-111x