Beban Emisi Aktivitas LTO Pesawat Udara di Bandar Udara Internasional I Gusti Ngurah Rai - Denpasar Bali

Yohanis Umbu Kaleka^1*, I Wayan Budiarsa Suyasa², Made Sudiana Mahendra^3
*Email : yohanumbu07@gmail.com

         

                                                      ABSTRAK

       Bandar Udara Internasional I Gusti Ngurah Rai – Denpasar Bali merupakan Bandar Udara dengan tingkat aktivitas tertinggi kedua di Indonesia. Aktivitas penerbangan di Bandar Udara ini mengalami peningkatan setiap tahunnya, dimana mengalami peningkatan sebanyak 20% dari tahun 2011 hingga akhir tahun 2012. Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui beban emisi aktivitas LTO (Landing-Take-Off) di Bandar Udara Internasional I Gusti Ngurai Rai – Denpasar Bali. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui besar emisi dan pengaruh aktivitas LTO terhadap kondisi CO dan NO_x udara ambien di sekitar lokasi Bandar Udara tersebut. Digunakan tiga buah titik pengukuran dan tiga tren hari penerbangan untuk memahami karakteristik penyebaran emisi tiap-tiap fase LTO. Ketiga fase LTO tersebut yang menjadi fokus utama pada penelitian ini adalah fase take-off, fase taxi-in dan fase landing. Tiga hari tren penerbangan yaitu tren penerbangan awal minggu, pertengahan minggu dan akhir minggu masing-masing adalah pada hari Senin tanggal 5 Mei, Rabu tanggal 7 Mei dan hari Sabtu tanggal 10 Mei 2014. Untuk mengetahui pengaruh dan besar kontribusi emisi CO dan NO_x terhadap kualitas udara ambien digunakan metode analisis statistik regresi linier berganda.

            Hasil penelitian menunjukan bahwa emisi aktivitas pesawat udara fase LTO berpengaruh terhadap konsentrasi CO dan NO_x udara ambien yang terukur. Hal ini dibuktikan dari hasil uji F secara simultan dengan rata-rata tingkat signifikan 0,033 < 0,05 dan nilai r berkisar antara 0,77 - 0,97 dengan rata-rata konstribusi sebesar 79,1%. Fase take-off adalah fase yang menghasilkan emisi gas NO_x terbesar diantara fase lainnya. Pada saat pesawat udara melakukan take-off, thrust yang digunakan mencapai 100%, bertujuan untuk menghasilkan daya (energi) yang besar. Pembakaran yang terjadi dalam mesin pesawat fase take-off tergolong pembakaran sempurna, hal ini pula yang menyebabkan emisi gas CO fase ini adalah yang terkecil diantara fase lainnya. Fase taxi-in adalah fase yang menghasilkan emisi CO terbesar diantara dua fase lainnya, ini terjadi karena thrust yang dibutuhkan hanya 7% saja sehingga pembakaran dalam mesin tergolong pembakaran tidak sempurna yang mengakibatkan emisi CO semakin banyak, sedangkan fase landing adalah fase yang menghasilkan emisi gas CO dan NO_x terkecil diantara fase lainnya. Hasil pengukuran konsentrasi CO dan NO_x masing-masing titik dalam tiga tren hari penerbangan masih berada di bawah baku mutu yang ditetapkan sesuai PP No. 41 tahun 1999.

Kata Kunci: Emisi Pesawat Udara, Landing-Take-Off, NO_x dan CO, Bandar Udara    Internasional I Gusti Ngurah Rai – Denpasar Bali

ABSTRACT

I Gusti Ngurah Rai – Denpasar Bali International Airport is the second highest airport in activity level in Indonesia. Flight activity in this airport increases every year, with an increase of 20% from 2011 until the end of 2012. The research aimed to identify how much the LTO (Landing-Take-Off) emission activity in I Gusti Ngurah Rai – Denpasar Bali International Airport. The purpose of this research was to identify how much the emission is and the effect of LTO activities towards the ambient air condition of CO and NO_x around the airport. Three measurement points and three days recent flight were applied to understand the emission spreading characteristic in every LTO phases. The three phases of LTO which are consisted of take-off phase, taxi-in phase and landing phase, were the main focus of this research. The three recent flights were on Monday 5 of May, on Wednesday 7 of May and on Saturday 10 of May in 2014. Regression bifilar linear statistical analysis method was employed to identify the effect and how big the CO and NO_x emission contribution towards the ambient air quality.

The results of this research showed that the emission of aircraft activity in LTO phases was effected by the ambient air concentration of CO and NO_x. It was proved with the result from F test simultaneous with significant level average 0,033 < 0,005 and with r value that exists between 0,77 – 0,97 with mean contribution was 79,1%. Take-off phase was the phase that produced the biggest NO_x gas emission compared to the other phases. When the aircraft did the take-off phase, the thrust was used reached 100%, the purpose was to produce the big energy. The combustion that happened in take-off phase in aircraft machine classified in perfect combustion, also this thing effected the phase to produce the smallest CO gas emission compared with the other phases. Taxi-in phase was a phase that produced the biggest CO emission between the two other phases, it was happened because the thrust needed just 7% only so the combustion in aircraft machine classified in imperfect combustion and it was effected the CO emission was increasingly while the landing phase was the phase that produced the smallest CO and NO_x gas emission compared to the other phases. Measurement results of the CO and NO_x concentration in every point in three days recent flight was still under the quality standard that has been settled appropriate in Government Act number 41 year 1999.

Key words: Aircraft Emission, Landing-Take-Off, NO_x and CO, I Gusti Ngurah  

Rai - Denpasar Bali International Airport.

Konsep Gelombang Mekanik dan Eletromagentik

Sesuai dengan mediumnya, gelombang dapat dibedakan atas Gelombang Mekanik dan Gelombang Elektromagentik, perlu saya tekankan bahwa keduanya ada yang merambat melalui medium dan ada yang merambat tanpa memerlukan medium apapun. Untuk lebih jelas lagi, saya akan bahas sedikit tentang keduanya.

Gelombang Mekanik, dalam perambatannya memerlukan medium. Contoh gelombang mekanik yaitu gelombang air, gelombang bunyi. Jadi memerlukan medium untuk proses perambatannya. Kalau gelombangair medium rambatnya adalah air. Gelombang bunyi medium rambatnya adalah udara.

Sedikit Ilustrasi tentang gelombang bunyi:
Misalkan ada si A dan B yang sedang melakukan sebuah percakapan. Ketika si A berbicara atau mengeluarkan suara terhadap si B, (A adalah sumber bunyi dan B adalah pendengar bunyi). Kenapa si B bisa mendengar suara dari si A? ketika si A mengeluarkan bunyi dalam hal ini suara, pita suara dari si A akan menggetarkan udara disekitarnya, molekul udara yang ada diantarnya akan saling menggetarkan sehingga sampai akhirnya molekul udara tersebut menggetarkan gendang telinga dari pendengar si B.

Ilustrasi Lain
Ketika kita berada dalam sebuah ruangan yang hampa udara, maka kita tidak akan mendengar suara apapun, karena gelombang bunyi pada dasarnya membutuhkan medium udara. Ini hanya sekedar contoh saja tentang gelombang Mekanik, dan masih banyak lagi, silahkan berfilsafat dan dipikirkan sendiri.

Gelombang Eletromagnetik, dalam perambatannya tidak memerlukan medium dalam bentuk apapun. Contoh yang paling simpel adalah Cahaya. Contohnya adalah permbatan cahaya matahari ke bumi. Diantara Matahari dan bumi adalah daerah yang hampa udara, dapat dibaca beberapa teori yang mengatakan bahwa ada ruang hampa udara diantara matahari dan bumi. Nah, apakah cahaya ini ketika mengenai udara tidak akan merambat? jawabannya adalah tetap merambat. Bisa dibayangkan juga bahwa bumi ini dilingkupi oleh udara juga, oleh karena itu ketika cahaya mengenai medium udara maka akan tetap merambat. Tapi intinya adalah gelombang elektromagnetik bisa merambat tanpa medium.

Selain Cahaya, gelombang elektromagnetik diantaranya adalah

1.  yang frekueninya di atas cahaya yaitu sinar ultraviolet
2. frekuensi di bawa cahaya yaitu sinar infrared
3. diatas ultraviolet ada sinar x, dinar gamma
4. dibawah infrared ada sinyal bluetooth, sinyal Wifi, sinyal Hp, sinyal TV

Jadi gelombag elektromagnetik itu tidak memerlukan medium untuk merambat.

Sekian dulu ya.

Konsep Definisi Gelombang

Kali ini saya akan membahas sedikit konsep tentang definisi gelombang.

Definisi geolombang sebenarnya sangat banyak, namun saya sedikit menyederhanakan supaya mudah dipahami. Gelombang sederhananya adalah usikan yang merambat, jadi kata kuncinya adalah merambat, air diusik sehingga merambat. Coba perhatikan gambar berikut ini:

Gambar. Contoh Gelombang pada medium Air

Gambar di atas adalah gambar air, saya mengambil contoh gelombang yang terjadi pada air. Dari gambar tersebut, dapat dilihat bahwa ketika air diusik maka air akan merambat ke segala arah dan rambatannya berbentuk gelombang ada yang naik dan ada yang turun. Nah gelombang juga membutuhkan ruang dan waktu dalam proses perambatannya dan biasanya membawa energi. Jadi ketika terjadi perambatan ada energi yang ditransfer ke segala arah sesuai dengan arah rambatnya. Misalkan energi yang ditransfer berupa energi potensial, energi kinetik dan lain sebagainya. Perlu saya tekankan sedikit disini bahwa yang merambat bukanlah mediumnya, melainkan energi. Itulah sedikit tentang gelombang.

Gelombang bisanya dibedakan atas beberapa diantaranya adalah:

1. Gelombang Mekanik
2. Gelombang Elektromagnetik

Pembedaan kedua kelombang tersebut di atas  didasari karena pembedaan mediumnya. Dan ada juga beberapa gelombang yang dapat kita nyatakan sebagai:

1. Gelombang trasversal
2. Gelombang Longitudinal

Nah pembedaan gelombang Transversal dan Longitudinal juga didasari atas arah rambat dan arah gelombangnya.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang keempat konsep gelombang tersebut, saya akan membahas pada kesempatan lainnya, jadi tunggu ya postingan berikutnya.

Penerapan Metode Ilmiah Sederhana dalam konteks FISIKA

Sesuai dengan janji saya sebelumnya, kali ini saya akan membahas sedikit mengenai bagaiman POHEC bekerja dalam sistem Metode Ilmiah. Untuk membahas hal ini, saya mencoba membuat ilustrasi kecil untuk mempermudah pemahaman kita semua.

Isaac Newton adalah seorang ahli fisika yang melahirkan teori-teori berbasis alam yang mencengangkan dunia, sampai saat inipun teorinya masih sangat bermanfaat dalam memecahkan beberapa permasalah dalam dunia fisika. Salah satu Teori yang ditemukan dan dikemukakan oleh Isaac Newton dan sangat terkenal adalah ketika beliau menemukan gravitasi. Berikut saya cerita sedikit bagaimana lahirnya terori gravitasi oleh Isaac Newton.

Isaac Newton pada awalnya sudah mempelajari bahwa Matahari dikelilingi oleh beberapa planet, salah satunya adalah planet Bumi. Jadi Bumi ini berputar mengelilingi Matahari. Dari sini Isaac Newton mulai berpikir dan bertanya-tanya dalam benaknya, kira-kira pertanyaannya begini:

1. kok bisa ya bumi ini berputar mengelilingi Matahari? 
2. dan megapa Bumi ini mengitari matahari?

nah dengan kedua pertanyaan tersebut, Isaac Newton sudah masuk dalam tahap pertama yaitu suatu permasalahan/persoalan (Problems =P) dan ada persoalan yang ingin Beliau pecahkan. Dengan persoalan tersebut, Beliau mulai mengamati beberapa hal, ini sebuah cerita dari beberapa kalangan fisikawan/fsikawati. Pada suatu hari, Isaac sedang duduk, ngelamun dan mengamati beberapa hal dan saat itu Beliau dengan tidak senagaja melihat sebuah buah apel yang jatuh dari pohonnya, dan seketika itu pula beliau beliau bertanya kenapa buah apel ini bisa jatuh ke bawah, disini Isaac sudah memasuki tahap yang namanya Obervasi (O) atau pengamatan, dan beliau berusaha untuk mencari alasan kenapa apel tersebut bisa jatuh. Hasil pencarian alasan ini akan menghasilkan sebuah Hipotesis

Pada saat itu Isaac membuat sebuah Hipotesis (Dugaan sementara) bahwa jika 2 benda dengan massa yang berbeda dan memiliki jarak r dan didekatkan maka akan ada gaya tarik-menarik diantara keduanya. Jadi hal ini mampu menjelaskan kenapa Bumi mampu menarik benda-benda disekitarnya dengan jarak r tertentu. Bumi memiliki massa yang sangat besar sehingga mampu menarik benda dengan massa kecil disekitarnya. Kemudian, menurut Newton pula, bahwa Matahari juga memiliki massa yang sangat besar sehingga mampu menarik benda disekitarnya dalam konteks ini matahari menarik Bumi dengan massa yang jauh lebih kecil, (HIPOTESIS NEWTON).

Namun, untuk membuktikan Hipotesis yang sudah dibuat, Beliau mulai untuk melakukan sebuah Eperiment (E) atau percobaan kecil. Kira-kira begini percobaan Newton sederhana: Newton mengambil seutas tali kemudian mengganttung sebuah benda massa m tertentu, kemudia didekatkan dengan sebuah benda dengan massa yang berbeda, dan ternyata kedua benda ini saling tarik menarik, gambarnya sperti di bawah ini

 

Gambar 1. Experiment Newton

Dari Gambar tersebut, Beliau menyimpulkan (Conclusion=C) bahwa Hipotesis  yang diajukan terlebih dahulu adalah BENAR. Jadi, selama belum ada experiment yang mampu menggagalkan Hipotesis Newton ini, maka selama itu pula Hipotesis yang dibuat ini BENAR.

Dari sini pula, Newton mampu menjelaskan kenapa Bumi bisa berputar mengelilingi Matahari. Coba perhatikan gambar berikut ini sebelum saya bahas lanjutannya.

Gambar 2. Pengaruh Gravitasi matahari terhadap pergerakan elips bumi

Sebenarnya, Bumi bergerak lurus dengan kecepatan Konstan V, namun dengan adanya gaya grafitasi oleh matahari yang sangat besar, maka bumi bisa berputar dengan mengikuti pola gaya grafitasi yang diberikan oleh matahari.


Ini adalah sedikit pemahaman konsep tentang penerapan metode ilmiah dalam konteks fisika.

Intinya adalah nyatakan dulu persoalannya dalam Problem (P), lakukan Obervasi (O) tentang fenomena yang terjadi, kemudia ajukan Hipotesis (H) atau dugaan sementara, lakukan Experimet (E) untuk menguji atau membuktikan Hipotesis yang telah dibuat dan yang terakhir adalah menarik kesimpulan tentang kebenaran hipotesis. Sampai sini dulu ya, kita lanjut lagi nanti dan semoga bermanfaat.

Gambaran Umum Pentingnya Metode Ilmiah dalam Sains

Metode Ilmiah merupakan salah satu komponen yang sangat penting kedudukannya dalam sebuah sistem, dalam hal ini dalam konteks sains. Pemahaman konsep tentang metode ilmiah sangat penting, karena sampai kapanpun perkembangan sains sangat erat kaitannya terhadap metode ilmiah.

Sedikit Cerita sebelum bahas metode ilmiah

Dalam sains, kita akan berkecimpung dan tidak lari jauh dari yang namanya pengetahuan yang berbasis pada alam seperti Fisika, Kimia dan Biologi. Dalam sains, kita akan mempelajari beberapa teori yang mampu menjelaskan gejala dan fenomena alam. Misalkan pada tahun 1980 seseorang menemukan Teori A, keberadaan teori A ini bisa saja tidak akan bertahan lama, karena pada tahun tersebut dilakukan sebuah experimen terkait teori tersebut. Namun setelah beberapa tahun kemudia, ada seorang yang kemudian mengembangkan Teori A tersebut menjadi Teori A2 atau bahkan bisa saja membantah Teori A dan melahirkan Teori baru misalkan Teori B. Perkembangan Teori ini dikarenakan ada beberapa kondisi atau keadaan yang tidak bisa dijelaskan oleh teori sebelumnya. Dalam belajar sains, keberadaan Teori baru biasanya sulit dipahami tanpa mengetahui proses perubahan teori tersebut karena memilik keterkaitan yang sangat penting. Untuk mengetahui perubahan akan teori-teori ini maka kita dituntut untuk mengetahui konsep tentang metode ilmiah.

Metode Ilmiah sebenarnya berasal dari kata Scientific Method. Scientific Method sebenarnya adalah sekumpulan aturan yang tidak boleh dilanggar dalam mencari kebenaran ilmiah. Aturan-aturan tersebut pada dasarnya mengikuti POHEC. kita akan bahas lebih dalamtentang POHEC ini.

1. P = Problems
2. O= Observations
3. H= Hypothesis 
4. E= Experiment
5. C=Conclusion

Metode Ilmiah biasanya dimulai dengan Problems (P) yang menggambarkan tentang adanya sebuah persoalan atau masalah yang harus diselesaikan. Nah, bagaimana cara mengatasi masalah ini? caranya adalah melakukan Observasi terlebih dahulu (O). Langkah ketiga adalah membuat sebuah Hipotesis (H) dalam hal ini kita haru membuat atau memprediksi bahwa hasil dari teori ini adalah A. Untuk membuktikan kebenaran teori ini maka dilakukan Experiment (E). Langkah terakhir adalah Conclusion (C) atau kesimpulan. Beberapa peneliti juga biasanya menemukan ide dengan cara yang berbeda, misalnya jadi seperti ini OPHEC, dan hal sah-sah saja.

Ini hanya gambaran umum bahwa metode imliah sangat penting dalam perkembangan sains, Bagaimana Kelima komponen (POHEC) ini bekerja dalam metode ilmiah, saya akan bahas dalam postingan Penerapan Metode Ilmiah Sederhana dalam Konteks FISIKA

Prosedur Inventarisasi Emisi Pesawat Udara dengan Metode Tier 2

Inventarisasi emisi pesawat udara komersial sangat krusial, pada kesempatan ini saya akan membahas sedikit dengan menggunakan metode Tier 2. Mengenai pertanyaan  tentang apa itu metode Tier 2 saya akan membahas pada kesempatan lainnya. Berikut prosedur yang harus dilakukan:

1. Pengumpulan data jumlah bahan bakar yang digunakan oleh seluruh pesawat dalam satu tahun. 
2. Identifikasi jumlah bahan bakar yang digunakan oleh pesawat domestik
3. Menghitung jumlah bahan bakar untuk pesawat internasional dengan cara mengurangi jumlah total bahan bakar yang digunakan dengan total minyak yang digunakan oleh pesawat domestik.
4. Menghitung jumlah minyak yang digunakan pada fase LTO dengan mengalikan jumlah LTO dengan konsumsi per LTO

Konsumsi LTO = Jumlah LTO x Konsumsi per LTO

5.      Menghitung total bahan bakar pada fase cruise domestik dengan cara mengurangi total bahan bakar yang digunakan oleh setiap pesawat pada dengan total minyak yang digunakan pada fase LTO.

6.      Estimasi emisi setiap pesawat domestik pada fase LTO:

Emisi LTO = Konsumsi LTO x Faktor Emisi

7.      estimasi emisi fase cruise:

Emisi Cruise = ( Konsumsi Total – Konsumsi LTO) x Faktor emisi cruise

8.      Kalkulasi total emisi pada fase LTO domestik

9.      Kalkulasi total emisi cruise domestik

10.  Menghitung total emisi pesawat domestik dengan menjumlahkan total emisi LTO dengan total emisi cruise.

Setelah perhitungan emisi untuk pesawat domestik selesai maka langkah selajutnya adaah menghitung emisi yang ditimbulkan oleh pesawat internasional. Prosedur yang dilakukan adalah sama dengan mengulangi langkah 4 sampai pada langkah ke 10.