Rancang Bangun Alat Pendeteksi Dini Letusan Gunung Berapi

A. Pengertian Gunung Berapi   
 Gunung berapi atau gunung api secara umum adalah istilah yang dapat didefinisikan sebagai suatu sistem saluran fluida panas (batuan dalam wujud cair atau lava) yang memanjang dari kedalaman sekitar 10 km di bawah permukaan bumi sampai ke permukaan bumi, termasuk endapan hasil akumulasi material yang dikeluarkan pada saat meletus.
Apabila gunung berapi meletus, magma yang terkandung di dalam kamar magmar di bawah gunung berapi meletus keluar sebagai lahar atau lava. Selain daripada aliran lava, kehancuran oleh gunung berapi disebabkan melalui berbagai cara seperti berikut:

a.       Aliran lava

b.      Letusan gunung berapi

c.       Aliran lumpur

d.      Abu

e.       Kebakaran hutan.

f.       Gas beracun

g.      Gelombang tsunami

             h.      Gempa bumi

B. Penyebab Terjadinya Gunung Meletus

Hampir semua kegiatan gunung api berkaitan dengan zona kegempaan aktif sebab berhubungan dengan batas lempeng. Pada batas lempeng inilah terjadi perubahan tekanan dan suhu yang sangat tinggi sehingga mampu melelehkan material sekitarnya yang merupakan cairan pijar (magma).

Magma akan mengintrusi batuan atau tanah di sekitarnya melalui rekahan- rekahan   mendekati permukaan bumi. Gunung berapi terbentuk dari magma, yaitu batuan cair yang terdalam di dalam bumi. Magma terbentuk akibat panasnya suhu di dalam interior bumi. Pada kedalaman tertentu, suhu panas ini sangat tinggi sehingga mampu melelehkan batu-batuan di dalam bumi. Saat batuan ini meleleh, dihasilkanlah gas yang kemudian bercampur dengan magma. Sebagian besar magma terbentuk pada kedalaman 60 hingga 160 km di bawah permukaan bumi. Sebagian lainnya terbentuk pada kedalaman 24 hingga 48 km.

Magma yang mengandung gas, sedikit demi sedikit naik ke permukaan karena massanya yang lebih ringan dibanding batu-batuan padat di sekelilingnya. Saat magma naik, magma tersebut melelehkan batu-batuan di dekatnya sehingga terbentuklah kabin yang besar pada kedalaman sekitar 3 km dari permukaan. Kabin magma (magma chamber) inilah yang merupakan gudang (reservoir) darimana letusan material-material vulkanik berasal.

Magma yang mengandung gas dalam kabin magma berada dalam kondisi di bawah tekanan batu-batuan berat yang mengelilinginya. Tekanan ini menyebabkan magma meletus atau melelehkan conduit (saluran) pada bagian batuan yang rapuh atau retak. Magma bergerak keluar melalui saluran ini menuju ke permukaan. Saat magma mendekati permukaan, kandungan gas di dalamnya terlepas. Gas dan magma ini bersama-sama meledak dan membentuk lubang yang disebut lubang utama (central vent). Sebagian besar magma dan material vulkanik lainnya kemudian menyembur keluar melalui lubang ini. Setelah semburan berhenti, kawah (crater) yang menyerupai mangkuk biasanya terbentuk pada bagian puncak gunung berapi. Sementara lubang utama terdapat di dasar kawah tersebut.
 

Setelah gunung berapi terbentuk, tidak semua magma yang muncul pada letusan berikutnya naik sampai ke permukaan melalui lubang utama. Saat magma naik, sebagian mungkin terpecah melalui retakan dinding atau bercabang melalui saluran yang lebih kecil. Magma yang melalui saluran ini mungkin akan keluar melalui lubang lain yang terbentuk pada sisi gunung, atau mungkin juga tetap berada di bawah permukaan.

C. Tanda-tanda Gunung yang Akan meletus
Alam kadang memang tak bersahabat dengan kita, apalagi saat terjadinya bencana alam, terkadang alam tidak dapat di prediksikan. Namun, sesungguhnya alam memberikan tanda-tanda yang mungkin tidak diketahui oleh sebagian orang. Seperti bencana alam gunung meletus, sebenarnya sebelum gunung yang aktif itu akan meletus, gunung tersebut akan memberikan beberapa tanda agar manusia lebih waspada. 

Tapi, terkadang manusia tidak menyadari hal itu sebagai tanda yang diberikan oleh alam saat gunung aktif akan meletus. Oleh karena itu kita harus mengetahui tanda-tanda tersebut agar kita lebih berhati-hati lagi. Apalagi orang yang tinggal dekat dengan gunung yang aktif, itu akan sangat membahayakan nyawa. 

Berikut ini ada beberapa tanda gunung berapi ketika akan meletus :

1.      Suhu di sekitar gunung meningkat

Suhu panas memang memiliki arti yang cukup banyak, salah satunya tanda akan turunnya hujan. Namun, perlu kita ketahui suhu panas yang meningkat juga merupakan tanda dari alam saat gunung berapi akan meletus. Sebagai suatu tanda aktifnya gunung berapi, akan terjadi kenaikan suhu di sekitar kawasan gunung berapi. Maka, biasanya penduduk setempat akan merasa kegerahan bahkan di malam hari.  Hal ini dikarenakan material super panas dari inti bumi yang berjalan keluar lewat kawah gunung. Meski material seperti lahar belum disemburkan, biasanya panasnya yang terlebih dahulu bisa dirasakan.

2.      Mata air menjadi kering

Akibat hal yang sama pula, mata air di gunung itu biasanya juga kering. Debitnya akan berkurang karena terjadi penguapan akibat panas yang keluar dari inti bumi. Di beberapa kejadian, air yang keluar biasanya juga hangat-hangat kuku. Hal ini juga disebabkan karena adanya suhu panas yang kemudian mempengaruhi temperatur air.

3.      Ada gemuruh dan getaran

Gunung berapi yang akan meletus biasanya akan menimbulkan getaran sekaligus gemuruh. Hal itu terjadi karena desakan dari dalam perut gunung yang memaksa untuk keluar dari dalam kawah, sehingga timbul getaran dan kemudian disertai dengan gemuruh.

4.      Tumbuhan mulai layu

Suhu panas yang dikeluarkan oleh gunung menyebabkan tumbuhan yang ada disekitar gunung menjadi layu, hal ini bias menjadi pacuan untuk bias mengenali tanda gunung berapi saat ingin meletus.

5.      Migrasi hewan

Beberapa hewan juga memiliki insting tajam dalam mengetahui suatu bencana. Tepat sebelum bencana itu terjadi, hewan-hewan ini akan berpindah tempat. Sementara, bagi yang tidak bisa berpindah, seperti hewan ternak, akan mengeluarkan gelagat kegelisahan. Perpindahan burung menghindari hutan di gunung dalam jumlah banyak biasanya jadi penanda awal akan terjadinya letusan gunung berapi. Selain itu, beberapa hewan di darat juga akan turun gunung sebelum adanya letusan.

Pada pendeteksi gunung meletus digunakan pula sensor getaran yang berfungsi untuk memperingatkan oarang-orang akan adanya getaran yang timbul pada gunung berapi. Sensor ini dibuat dalam bentuk indikator visual berupa alarm. 

- Prinsip kerja:

Disini diterapkan pirnsip interferensi cahaya. Jadi, sinar laser ditembakkan sedemikian rupa sehingga sebagian sinar mengenai phototransistor, dan sebagian sinar diteruskan. Sinar yang diteruskan tersebut dipantulkan oleh cermin (yang akan bergetar oleh suatu faktor eksternal), dan hasil pantulannya akan ditangkap kembali oleh phototransistor, sehingga pada phototransistor akan muncul pola gelap terang.

Bila ada getaran yang terjadi, maka jarak cermin terhadap phototransistor akan berubah, dan pola gelap terang akan tergeser sehingga phototransistor dapat menangkap perubahan tersebut. Ini berarti intensitas yang diterima oleh phototransistor jadi berubah dan demikian pula tegangan pada speaker, sehingga akan terdeteksi getaran yang keluarannya berupa bunyi. Yang kemudian akan dikirim dalam bentuk alarm ke posko pemantau.

- Rancang bangun:

Sensor dipasang pada dataran di lereng gunung yang dapat merasakan adanya getaran dengan baik. Apabila terjadi getaran, maka akan secara otomatis dirasakan oleh sensor tersebut dan dengan langsung akan memberi tanggapan berupa alarm yang dikirim ke posko pemantau. 
DAFTAR PUSTAKA

http://www.merdeka.com/teknologi/5-cara-alam-ingatkan-kita-akan-datangnya-letusan-gunung-berapi/hewan-mulai-migrasi.html

http://palingseru.com/35406/5-tanda-gunung-berapi-akan-meletus

http://gudangartikelpendidikan.blogspot.com/2012/03/gunung-berapi-dan-penyebab-terjadinya.html

http://yusri23054.blog.teknikindustri.ft.mercubuana.ac.id/?tag=artikel-gunung-berapi

 

Sensor yang Digunakan pada KRPAI berkaki 2014 [kontes robot pemadam api indonesia 2014]

Pada artikel saya kali ini saya akan membahas sensor-sensor yang digunakan pada Kontes Robot Pemadam Api Indonesia 2014 ( KRPAI berkaki 2014). Berikut link video pada kontes tersebut: http://www.youtube.com/watch?v=yBJJsNXOMoQ
Dari video tersebut dapat dilihat sensor-sensor yang digunakan ialah Sensor Ultrasonik dan Sensor Thermal. Alasannya yaitu karena :
1. Sensor Ultrasonik



     











               Gambar 1. Sensor Ultrasonik

    Sensor Ultrasonik adalah alat elektronika yang kemampuannya bisa mengubah dari energy listrik menjadi energy mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic. Sensor ini terdiri dari rangkaian pemancar Ultrasonic yang dinamakan transmitter dan penerima ultrasonic yang disebut receiver. Alat ini digunakan untuk mengukur gelombang ultrasonic. Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik yang memiliki cirri-ciri longitudinal dan biasanya memiliki frekuensi di atas 20 Khz. Gelombong Utrasonic dapat merambat melalui zat padat, cair maupun gas. Gelombang Ultrasonic adalah gelombang rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat melalui ketiga element tersebut sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya.
    Ada 3 prnsip kerja dari sensor ultrasonik yaitu, sinyal dipancarkan melalui pemancar gelombang ultrasonic. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi berkisar 344 m/s. Dan yang terakhir sinyal yang sudah diterima akan diproses untuk menghitung jaraknya
    Dan pada robot pemadam api dapat dilihat bahwa sensor ultrasonik sangat berperan ketika robot tersebut mencari ruangan dengan lancar dan itu sama sekali tidak menabrak rintangan yang ada didepannya atau bisa dikatakan robot tersebut bisa meniru gerak binatang.

2. Sensor Thermal
   
                  Gambar 2. Sensor Thermal

 Sensor Thermal yaitu sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas / temperatur/ suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu.
Prinsip Kerja :
Sensor ini berdasarkan perubahan tahanan dari beberapa jenis logam apabila mendapatkan perubahan panas. Semua logam akan mengalami perubahan tahanan positif apabila terjadi perubahan temperatur yang positif.
    Jadi dari robot pemadam api yang dapat kita lihat pada video tersebut, Sensor Thermal sangat berperan pada robot ketika robot itu mendeteksi suhu masing-masing ruang sehingga ia dapat mengetahui ruang mana yang perlu atau membutuhkan pemadam api.

Sumber :
http://www.robotshop.com/en/roboard-rm-g212-thermal-array-sensor.html
http://komponenelektronika.biz/sensor-ultrasonik.html