Air Su Bersih Berkat Teknologi Solar Still

Kabupaten Sumba Tengah, adalah salah satu wilayah Tertinggal, Terdepan, dan Terluar (3T) di Indonesia. Terletak di Pulau Sumba, kabupaten ini memiliki lanskap geografis yang keras, dikelilingi oleh tebing-tebing batuan kapur yang tidak hanya menantang, tetapi juga menyulitkan penyimpanan air. Dalam pandangan yang lebih luas, Pulau Sumba menghadapi sejumlah masalah, namun krisis air bersih adalah salah satu sorotan utama. 

Terlepas dari lanskap yang keras, Pulau Sumba dianugrahi potensi energi surya yang besar. Hal ini ditandai oleh intensitas iradiasi surya yang tinggi, salah satu yang tertinggi di Indonesia. Potensi ini menawarkan peluang besar untuk pengembangan sumber energi terbarukan yang dapat membantu mengatasi tantangan energi di wilayah tersebut.

Sejak tahun 2022, tim yang dimotori oleh dosen-dosen di lingkungan Kelompok Keahlian (KK) Ilmu dan Rekayasa Termal, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara (FTMD) Institut Teknologi Bandung (ITB), yaitu Poetro Sambegoro, Firman Bagja Juangsa, dan Gea Fardias Mu'min, melakukan kunjungan ke Kabupaten Sumba Tengah untuk mengalami secara langsung kondisi di lapangan. Mereka secara langsung menyaksikan kesulitan yang dihadapi oleh masyarakat setempat dalam mendapatkan air bersih. Selain jarak yang jauh menuju sumur-sumur air, mereka juga melihat bahwa salah satu metode tradisional yang masih digunakan adalah dengan menggali lubang di sekitar sumber air payau. Air payau tersebut kemudian tersaring melalui lapisan pasir, tanah, dan batuan, kemudian muncul di lubang yang digali. Kondisi ini menyoroti kebutuhan akan solusi teknologi yang aplikatif dan tepat guna untuk mengatasi masalah tersebut.

Menyuling Air dengan Matahari menggunakan floating solar still

Kombinasi antara kebutuhan mendesak akan air bersih dan potensi energi surya yang melimpah, membuat sistem distilasi surya menjadi sistem yang sangat cocok untuk diterapkan sebagai solusi. Distilasi surya atau solar still merupakan alat distilasi air yang menerapkan prinsip penguapan atau evaporasi menggunakan sumber energi surya. Keunggulan teknologi ini terletak pada kemampuannya untuk mendistilasi air kotor maupun air laut menjadi air bersih menggunakan sumber energi terbarukan yang tersedia secara lokal. Proses distilasi ini dilakukan secara pasif dan efisien tanpa memerlukan sumber energi lain selain sinar matahari. Alat solar still ini sendiri merupakan buah dari penelitian yang telah dilakukan di lingkungan KK Ilmu dan Rekayasa Termal FTMD secara berkelanjutan.

 

Gambar 1 menjelaskan mekanisme solar still. Solar still memanfaatkan energi surya untuk memanaskan air menjadi uap. Saat air menguap, zat-zat pengotor dan garam akan tertinggal dan tidak ikut menguap karena memiliki temperatur evaporasi yang lebih tinggi. Uap tersebut kemudian dikondensasikan menjadi air bersih. Secara garis besar, cara kerja solar still sangat mirip dengan proses siklus air hujan.

Evaporasi

  1. Cara kerja evaporasi mirip dengan cara kerja saat kita menjemur baju.
  2. Saat terkena panas (disebut iradiasi) matahari, temperatur benda akan naik. Pada air, jika kenaikan temperatur telah mencapai temperatur penguapannya maka air tersebut akan mengalami perubahan fasa, dari cair menjadi gas.
  3. Warna benda yang mendapat iradiasi sangat berpengaruh pada kemampuan pemyerapan panas. Warna hitam mampu menyerap semua spektrum cahaya tampak dari energi surya sehingga dapat menghasilkan temperatur yang lebih tinggi.

Kondensasi

  1. Kondensasi atau pengembunan dapat terjadi karena terdapat suatu permukaan yang relatif lebih dingin.
  2. Ketika uap mengalami kontak dengan permukaan dingin, uap tersebut akan berubah dari fasa gas menjadi cair.
  3. Pada solar still, pengembunan terjadi pada permukaan mika transparan.

Pengumpulan air

  1. Tetesan air embun pada permukaan mika akan mengalir kepada ke bawah.
  2. Air embun tersebut akan ditangkap oleh suatu saluran air untuk dikumpulkan dalam satu tempat.

Gambar 1. Skematik cara kerja solar still

Berdasarkan cara kerjanya alat solar still  terdiri atas 3 bagian utama (diperlihatkan pada Gambar 2):

1. Evaporator

Bagian ini terdiri atas handuk putih, handuk hitam, dan styrofoam. Kain putih bertugas seperti sumbu untuk menyerap air kotor/air laut dari bagian bawah ke bagian atas untuk diupakan. Handuk hitam bertugas untuk menyerap sinar matahari dan memanaskan air. Styrofoam bertindak sebagai isolasi panas sehingga panas yang diserap oleh kain hitam dan terkonsentrasi untuk menguapkan air dan tidak bocor ke massa air di bagian bawah.

2. Kondensor

Kondensor terbuat dari plastik/mika transparan agar matahari dapat masuk dan diserap oleh kain hitam. Kondensor ini juga bertugas sebagai struktur lokasi pengembunan uap air.

3. Pengumpul air

Bertugas untuk mengumpulkan air hasil distilasi dan mengalirkannya ke botol penampung.

Gambar 2. Skematik desain floating solar still

Struktur alat ini dibuat menggunakan pipa PVC dengan pertimbangan bahan yang kuat dan tersedia secara luas sampai daerah pelosok.

Kelebihan dari alat ini:

  1. Terbuat dari material murah yang tersedia secara luas di pasaran hingga daerah pelosok seperti pipa PVC, kain handuk, dan styrofoam.
  2. Dapat dibuat sendiri dengan peralatan sederhana.
  3. Memiliki mekanisme lokalisasi panas sehingga proses pemanasan berlangsung lebih cepat dan efisien.
  4. Memiliki struktur apung yang terintegrasi sebagai material isolator termal sehingga dapat digunakan langsung di permukaan air tanpa struktur apung terpisah.
  5. Memiliki mekanisme penolak garam, sehingga garam yang dihasilkan terdifusi dengan sendirinya ke massa air di bagian bawah dan tidak menumpuk menutupi evaporator.
  6. Bersifar modular sehingga skala alat dapat disesuaikan dengan kebutuhan air bersih.

Dukungan banyak pihak

Kegiatan pengabdian masyarakat yang didanai oleh Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat ITB pada tahun 2022 ini juga mendapat dukungan langsung dari Bupati Sumba Tengah. Difasilitasi oleh pemerintah kabupaten setempat, tim bersama dengan para mahasiswa Teknik Mesin ITB melakukan diskusi dan peninjauan langsung untuk menentukan titik-titik lokasi instalasi solar still. Keputusan ini didasarkan pada beberapa faktor, termasuk tingkat iradiasi surya yang tersedia, kebutuhan mendesak akan air bersih, ketersediaan air kotor atau air laut, serta kesiapan masyarakat lokal dalam membuat, menggunakan, dan merawat alat solar still. Dua prototipe dipasang di lokasi yang dipilih, menjadi langkah awal dalam upaya mereka untuk mengatasi kekurangan air bersih di wilayah tersebut.

Alat solar still yang diaplikasikan di Kabupaten Sumba Tengah dirancang agar mudah dibuat, digunakan, serta diperbaiki sendiri jika rusak. Bahan-bahan yang dibutuhkan juga mudah ditemukan di pasar lokal. Alat ini didesain agar masyarakat Kabupaten Sumba Tengah dapat membuat, menggunakan, dan merawat alat itu sendiri dan pada akhirnya membantu masyarakat setempat untuk mendapatkan pasokan air bersih yang aman dan berkelanjutan.

Tak Semudah Membalikan Telapak Tangan

Tim menyadari bahwa mengadopsi teknologi baru bukanlah hanya masalah teknis semata. Oleh karena itu, mereka memutuskan untuk melakukan pelatihan pembuatan solar still, dengan harapan masyarakat dapat aktif dalam menyelesaikan masalah air bersih secara mandiri. Pelatihan pembuatan dan penggunaan solar still telah dilaksanakan, namun dari evaluasi yang dilakukan, tim melihat turunnya antusiasme masyarakat setelah beberapa waktu.

Setelah mendalami kondisi di lapangan dengan cara berbaur dengan masyarakat lebih lanjut, tim menyadari bahwa adopsi teknologi solar still perlu melibatkan aspek sosial, ekonomi, dan budaya masyarakat setempat. Tim mengamati struktur sosial di Pulau Sumba yang terdiri dari beragam suku dengan dialek bahasa yang kebiasaan lokal dan adat istiadatnya masih sangat dijunjung tinggi. Memahami kondisi ini, tim menyadari bahwa upaya ini harus melibatkan proses pendidikan yang berulang dan kontekstual kepada masyarakat, bukan hanya sekadar menyediakan teknologi. 

Strategi Lama dalam Wajah Baru

Berdasarkan evaluasi hasil kegiatan tahun 2022 dan pembelajaran yang diperoleh, tim menyadari bahwa ketidaktahuan dan ketidakpercayaan terhadap teknologi solar still menjadi alasan utama mengapa masyarakat Sumba Tengah belum antusias menggunakan teknologi ini. Maka, pada tahun 2023, tim dibantu dengan beberapa mahasiswa Teknik Mesin ITB kembali ke Kabupaten Sumba Tengah dengan fokus untuk mendapatkan dukungan masyarakat setempat sehingga dapat  mendorong penggunaan teknologi solar still.

Untuk meningkatkan partisipasi masyarakat, tim merencanakan untuk mengedukasi masyarakat tentang potensi dan manfaat teknologi solar still. Dengan pengetahuan yang lebih baik, diharapkan masyarakat akan memiliki motivasi intrinsik untuk menggunakan teknologi ini. Salah satu langkah yang diambil adalah melatih sejumlah warga masyarakat sebagai komunikator dan agen perubahan yang efektif. Kelompok masyarakat yang dipilih untuk dilatih adalah para pejabat, pemuka masyarakat, guru dan terutama siswa/i SMA di Kabupaten Sumba Tengah karena mereka dinilai memiliki pengetahuan dasar yang cukup serta dapat menjadi agen perubahan di lingkungan tempat tinggalnya masing-masing.

Gambar 3. Pelatihan pembuatan dan penggunaan solar still

Mengembalikan Semangat dengan Pemikiran Baru

Langkah pertama dalam memberikan kepercayaan kepada masyarakat Kabupaten Sumba Tengah untuk menggunakan teknologi solar still adalah dengan menyelenggarakan pelatihan pembuatan solar still yang melibatkan masyarakat yang lebih luas. Pada Juni 2023, pelatihan pembuatan solar still dimulai dengan mengundang pejabat dan pemuka masyarakat setempat. Kemudian, Tim ITB juga berkolaborasi dengan SMA Kristen Waibakul untuk menyelenggarakan pelatihan ini kepada para siswanya dengan dukungan penuh pimpinan sekolah Bapak Samuel Umbu Sorung, S.Pd.

Setelah itu, bersama dengan SMA Kristen Waibakul, tim melanjutkan dengan mengadakan lomba membuat solar still. Proses pembuatan solar still dilakukan dalam rentang waktu tiga bulan dengan menggunakan bahan-bahan yang tersedia secara lokal. Dengan memberikan waktu yang lebih panjang ini, diharapkan dampak yang dihasilkan akan lebih signifikan dibandingkan dengan kegiatan workshop yang hanya berlangsung dalam satu waktu, seperti kegiatan tahun sebelumnya. Proses pembuatan dilakukan dengan panduan melalui video call agar peserta dapat terbantu dan dipandu secara langsung. Akhirnya, pada pertengahan Juli 2023, kegiatan final lomba pembuatan solar still dilaksanakan dengan proses penilaian dan pengumuman pemenang.

Gambar 4. Lomba pembuatan dan penggunaan solar still

Untuk memperbesar dampak positif dari program ini, para pemenang lomba solar still bersama dengan satu guru pendamping diundang untuk berkunjung ke kampus ITB. Tujuan kunjungan ini adalah untuk mendapatkan pelatihan yang lebih intensif mengenai pembuatan solar still. Langkah ini juga dimaksudkan untuk meningkatkan semangat dan motivasi mereka dalam menggunakan teknologi tepat guna untuk mengatasi masalah lokal di sekitar mereka.

Pada akhir agustus sampai dengan awal september 2023, para siswa SMA Kristen Waibakul berserta satu guru pendamping berkunjung ke ITB. Kegiatan rutin mereka adalah merancang solar still yang lebih optimal dengan berbagai macam bahan dan peralatan dibantu dengan para mahasiswa Teknik Mesin ITB, berbeda dengan yang mereka rancang saat di Sumba Tengah. Selain itu mereka diajak berkeliling-keliling ke laboratorium-laboratorium di ITB untuk memotivasi mereka belajar lebih giat. Terlebih lagi, pemenang lomba ini adalah anak SMA kelas XI dan XII, yang dalam setahun dua tahun mendatang berkesempatan untuk melanjutkan studi ke jenjang pendidikan tinggi.

Gambar 5. Kunjungan siswa/i SMA Sumba Tengah ke ITB

Respon positif dari para siswa/i terhadap program yang dilaksanakan sangat menggembirakan. Banyak di antara mereka yang berharap agar program ini dapat terus berlanjut. Melkianus Katanga Malli, S.Pd., guru Fisika yang juga menjadi pendamping dari SMA Kristen Waibakoel, menuturkan harapanya bahwa semoga suatu saat siswa SMA Kristen Waibakoel atau masyarakat NTT bisa lahir satu sosok yang bermanfaat untuk masyarakat.

Tim ITB sangat berharap bahwa program ini, sebagai upaya proses transfer pengetahuan dan teknologi, akan lebih diterima oleh masyarakat setempat karena dilakukan oleh anak daerah Sumba Tengah sendiri. Dengan demikian, diharapkan kegiatan pengabdian masyarakat ini dapat memberikan manfaat yang lebih besar bagi kemajuan dan kesejahteraan masyarakat Sumba Tengah.

Tulisan Pendukung

Belajar dari Anak Sumba

Melalui kegiatan bersama masyarakat ini, tim ITB mendapati bahwa mengamati perilaku dan berinteraksi dengan anak-anak Sumba adalah pengalaman yang sangat menyentuh hati. Kendati hidup dalam keterbatasan, anak-anak Sumba Tengah menampilkan kecerdasan dan kritisitas yang luar biasa, sebanding bahkan lebih dengan rekan-rekan mereka di kota-kota besar. Namun, yang lebih memukau lagi adalah semangat juang mereka. Banyak dari anak-anak ini memiliki impian mulia, seperti menjadi guru dan kembali berkontribusi bagi tanah kelahiran mereka. Hal ini bukan hanya menginspirasi, tetapi juga menjadi sebuah tantangan untuk terus mendukung mereka.

Namun dalam kegiatan pengabdian masyarakat ini, Tim ITB tidak hanya memberi, tetapi juga belajar. Dalam upaya merancang solar still sesederhana mungkin dengan mempertimbangkan bahan-bahan lokal, Tim ITB masih menemui beberapa kendala. Meskipun berusaha menggunakan bahan yang tersedia secara lokal tanpa harus mengimpor dari luar pulau, tim menyadari bahwa masih banyak bahan yang tidak dapat didapatkan dengan mudah, seperti plastik mika bening yang berperan sebagai kondensor, dan sambungan pipa paralon dengan berbagai tipe yang berperan sebagai struktur rangka.

Para siswa SMA tidak menyerah pada keterbatasan, mereka justru mengerahkan kreativitas mereka dengan berinovasi dalam pembuatan solar still. Mereka menggunakan bahan-bahan sederhana seperti ban bekas dan bambu, namun berhasil menciptakan solar still yang memiliki performa tidak kalah dengan floating solar still. Antusiasme mereka sangat menginspirasi, bahkan ide tersebut menjadi umpan balik yang berharga bagi tim dalam iterasi pengembangan solar still selanjutnya. 

Dukungan pemerintah juga dibutuhkan untuk memaksimalkan tujuan dari kegiatan pengabdian masyarakat ini. Mulai dari pengembangan infrastruktur, peningkatan akses pendidikan, pengembangan teknologi, hingga pengelolaan sumber daya alam yang berkelanjutan. Upaya-upaya ini diharapkan dapat memperbaiki kondisi di daerah 3T dan meningkatkan kualitas hidup masyarakat yang tinggal di sana.

Program pengabdian kepada masyarakat ini diharapkan dapat memberikan dampak, walau sekecil apapun bentuknya. Tim ITB berharap program ini dapat membantu masyarakat Sumba Tengah dalam mengatasi kelangkaan air bersih. Jika itu tidak tercapai, setidaknya program ini dapat menunjukkan alternatif teknologi tepat guna yang dapat dilakukan sendiri oleh masyarakat. Jika itu juga tidak tercapai, setidaknya melalui program ini Tim ITB dapat memotivasi anak-anak muda Sumba Tengah untuk berpikir kritis. Jika semua itu tidak tercapai, setidaknya program ini telah menunjukkan jalan menuju masa depan yang lebih baik dengan paparan ke pendidikan tinggi. Semoga program pengabdian kepada masyarakat ini dapat memberikan kontribusi, walau sekecil apa pun.

27

views