Indonesia terletak di dalam Cincin Api Gunung Api Asia Pasifik dan memiliki 129 gunung berapi aktif. Gunung Kelud merupakan salah satu gunung berapi paling aktif, tidak hanya memiliki letusan eksplosif yang berbahaya tetapi juga letusan efusif pendek, di mana lava, lahar, piroklastik dan magma asam dengan konsentrasi gas tinggi membentuk sebuah bangunan. Jumlah korban dari letusan ini lebih dari 200.000 orang dari 35 desa di sekitar gunung berapi, termasuk kerusakan pada ternak, bangunan, infrastruktur, pertanian, dan lain lain.
Letusan biasanya dimulai dengan beberapa aktivitas seismik, diikuti oleh pertumbuhan kubah lava, gempa vulkanik-tektonik dan vulkanik dangkal sebagai respons tekanan batuan terhadap gerakan magmatik dari aktivitas tektonik dan konduksi termal ruang magma dan peningkatan kejadian gempa, yang akhirnya menyebabkan letusan. Aktivitas seismik diawali dengan peningkatan suhu danau kawah yang diukur dengan sensor suhu sekitar tiga bulan sebelum letusan, dari suhu lingkungan (19 °C hingga 30 °C) menjadi sekitar 80 °C tepat sebelum letusan. Panas dihasilkan dari kombinasi fluida hidrotermal, entalpi-matahari dan radiasi atmosfer. Aktivitas seismik juga diawali dengan perubahan kadar CO2 (30% dalam bentuk gas) dan SO2 di kawah.
Beberapa jam setelah letusan, abu vulkanik mulai menyebar, mencapai sekitar 500 km ke arah barat dari gunung berapi, seperti yang terdeteksi pada citra satelit. Sayangnya, lahar dan lahar juga menyebabkan sistem pengukuran rusak dan untuk alasan keamanan tidak ada pengukuran manual yang dilakukan, sedangkan data tidak dapat diperoleh setelahnya. Oleh karena itu, dalam penelitian ini telah dikembangkan sistem peringatan gunung api berbasis Internet of Things-sensor node yang terdiri dari sensor getaran untuk pengukuran kegempaan, suhu, sensor CO2 dan SO2, pengawasan drone, pemetaan dan pengukuran suhu, data citra satelit untuk analisis iklim. abu awan meletus dari gunung berapi, dan robot seluler dilengkapi dengan sensor yang sama dengan node sensor untuk situasi normal dan darurat jika sistem gagal mengirim data atau rusak karena letusan.
Metode dan Hasil:
Dalam penelitian ini, data parameter fisik dari gunung berapi, yaitu berupa kegempaan, suhu, konsentrasi gas (SO2 dan CO2), dikirimkan ke stasiun pangkalan dan kemudian diteruskan ke stasiun pusat untuk diproses dan dianalisis lebih lanjut digabungkan dengan data citra satelit. Node sensor yang berada di lokasi tetap untuk pemantauan awal disebut ragam tetap. Robot dan drone yang diaktifkan untuk memperoleh data yang sama disebut ragam seluler. Drone dan robot seluler digunakan dalam kondisi bencana, ketika keselamatan manusia (petugas yang berwenang) memiliki prioritas lebih tinggi daripada keselamatan peralatan. Kendaraan ini dikerahkan ke tempat di mana simpul sensor yang rusak berada. Dalam kondisi ini, drone akan memperoleh data gunung berapi 2 sampai 3 kali sehari selama kurang lebih 15 menit (dibatasi oleh daya tahan baterainya) untuk setiap perolehan data. Robot akan disebarkan 2 hingga 3 kali sehari untuk data akuisisi, yang memakan waktu sekitar 1 jam. Setelah memperoleh data, mereka berdua pindah ke lokasi node lain yang rusak. Citra satelit digunakan untuk memperkaya analisis data dalam ragam darurat.
Sistem peringatan gunung berapi untuk Gunung Kelud telah dikembangkan. Sistem dapat mendeteksi sejumlah parameter fisik gunung berapi dalam kondisi normal, yaitu kegempaan (1 Hz), konsentrasi gas (SO2 dan CO2) di bawah 1 ppm dan suhu (23 °C hingga 55,3 °C untuk danau, 32 °C untuk tanah dan 23 °C hingga 25 °C untuk udara), yang menunjukkan bahwa sistem bekerja dengan baik selama sekitar 37 jam dalam mode operasi penuh sampai baterai harus diisi menggunakan sel surya. Namun, langkah penyaringan data mentah tetap diperlukan sebelum data tersebut disajikan untuk dianalisis lebih lanjut. Selain itu, antena yang lebih kuat harus digunakan di masa mendatang untuk komunikasi data yang lebih baik.
Penulis : Prof. Dr. Moh. Yasin, M.Si.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://journals.itb.ac.id/index.php/jets/article/view/13072
Maria Evita, Azka Zakiyyatuddin , Sensius Seno, Nina Siti Aminah, Wahyu Srigutomo, Irwan Meilano, Ari Setiawan, Herlan Darmawan, Imam Suyanto, Irzaman, Mohammad Yasin, Perdinan, Retna Apsari, Wahyudi, Wiwit Suryanto & Mitra Djamal., Development of Volcano Warning System for Kelud Volcano.
