Jumat, 05 Oktober 2018

KELISTRIKAN DALAM TUBUH KITA




A.       Kelistrikan Sel
Tahukah kita sebenarnya dalam tubuh kita terdapat aktifitas kelistrikan? Ya ternyata dalam tubuh kita terdapat aktivitas kelistrikan yang bersumber pada tiap sel dalam tubuh. Aktivitas kelistrikan sel ini timbul karena di dalam sel tedapat ion-ion elektrolite yang bermuatan listrik seperti: Na+ (Natrium/ Sodium), K+ (Kalium/Potasium), Ca+ (Kalsium), Cl-(Chlor) dll. Dan bagaimana proses terjadinya kelistrikan sel ini? Untuk menjawab pertanyaan tersebut sebaiknya kita bahas anatomi sel seperti pada gambar 1. Sel selain memiliki inti sel atau nucleus juga terdapat ion-ion elektrolit baik di dalam maupun diluar sel. Pada gambar terlihat ion-ion Na+ banyak terdapat di luar sel dan ion K+ lebih banyak di dalam sel dibanding di luar sel dalam kondisi Polarisasi atau resting. Pada kondisi ini terdapat beda potensial (tegangan) antara di dalam (Inside) dan diluar (Outside) sel. Beberapa peneliti telah mengukur beda potensialnya yaitu menurut Guyton (-85mV), Crouch and McClintic (-70mV) dan Strong (-90mV).

Gambar 1. Anatomi sel saat kondisi polarisasi

Aktifitas kelistrikan dalam sel terjadi selain karena ada ion-ion elektrolite juga karena sifat dari membrane sel, yaitu semipermiabel. Sifat membrane sel ini memungkinkan dapat mengatur ion-ion yang akan keluar dan masuk ke dalam sel. Perubahan konsentrasi ion-ion yang di dalam maupun diluar sel inilah mengakibatkan terjadinya aktifitas kelistrikan sel, sehingga menyebabkan terjadinya beda potensial antara di dalam dan diluar sel secara aktif. Aktifitas kelistrikan sel terbagi dalam beberapa tahap, yaitu:

1.      Polarisasi
Pada tahap ini ion Na+ lebih banyak di luar sel sehingga konsentrasi ion yang bermuatan positif (+) lebih banyak di luar sel, Sehingga polaritas di luar sel lebih positif dibanding di dalam sel, sehingga jika diukur beda potensialnya antara di dalam dan di luar sel hasilnya bisa -90mV (menurut Strong). Kondisi ini tidak berlangsung lama karena ada stimulan pada sel baik bersifat mekanik, kimia atau listrik sehingga membrane sel akan membuka untuk mengalirkan ion-ion Na+ ke dalam  dan ion K+ ke luar sel (proses difusi). Hal ini menyebabkan secara perlahan terjadi perubahan beda potensial ke arah positif hingga sampai batas ambang tegangan untuk proses selanjutnya.
2.      Depolarisasi
Pada proses ini di awali tercapai tegangan antara di dalam dan di luar sel mencapai batas ambang. Proses ini terjadi perubahan beda potensial yang sangat drastic (potensial aksi) hingga beda potensialnya mencapai positif +40mV. Sehingga akhir pada proses ini beda potensial antara di dalam dan di luar sel menjadi +40mV.
3.      Repolarisasi
Setelah kondisi depolarisasi mencapai puncaknya kemudian kondisi sel dengan sendirinya berbalik beda potensialnya ke keadaan semula yaitu menjadi seperti kondisi Polarisasi dengan beda potensial menjadi -90mV. Setelah proses repolarisasi sel mengalami keadaan resting atau istirahat tetapi tidak lama. Kemudian melakukan aktifias kelistrikan sel kembali dari tahap polarisasi. Proses aktifitas kelistrikan sel dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Grafik proses aktifitas kelistrikan sel.
Video action potensial

Beda potensial aktual antara di dalam dan di luar sel dapat dihitung dengan persamaan Nernst atau persamaan 1, yaitu:

E(mv)= ±61 log (Co/Ci).................1
Dimana:                                                                      
E   = Resting potensial (mV)
Co = Konsentrasi ion di dalam sel (moles/cm3)

             Ci  = Konsentrasi ion dl luar sel (moles/cm3)
Contoh konsentrasi ion K+ di dalam sel rata-rata 150x10-6 moles/cm3. Sedangkan konsentrasi ion K+ diluar sel rata-rata 6 x 10-6 moles/cm3. Berapa rasio konsentrasi ion K+ dan berapa resting potensial ion K+?. Jawab:

Rasio konsentrasi ion K+ adalah = (6/150) moles/cm3 = (1/25) moles/cm3 
* Resting potensial = E(mv) = ± 61 log (1/25) = -85,3 mV
(Brown, 2001)

A.       Kelistrikan Otot Jantung
Jantung memiliki otot (miokardium) berbeda dengan saraf dan otot bergaris. Membran terhadap ion Na+ mudah bocor sehingga setelah repolarisasi, ion Na+ akan masuk kembali ke sel  sehingga terjadi proses Repolarisasi spontan dimana nilai ambang dan potensial aksi tanpa memerlukan rangsangan dari luar. Sel otot jantung akan mencapai nilai ambang dan potensial aksi pada kecepatan yang teratur sehingga terjadi Natural Rate/kecepatan dasar membran sel.
Untuk menentukan natural rate dihitung dari mulai depolarisasi spontan sampai nilai ambang setelah repolarisasi. Yang mempengaruhi :
1. Potensial membran istirahat.
2. Tingkat dari nilai ambang.
3. Slope dari depolarisasi spontan terhadap nilai ambang.
Ada sekumpulan sel utama yang secara spontan menghasilkan potensial aksi yang akan dengan cepat merepolarisasi sel otot miokardium yang sedang mengalami istirahat atau Pace Maker / perintis jantung. Proses terjadinya aktifitas kelistrikan sel otot jantung dapat dilihat pada gambar 3. (Burhan, 2010)


Gambar 3. Proses aktifitas kelistrikan sel otot jantung

Aktifitas jantung timbul karena adanya aktifitas kelistrikan sel pada otot jantung. Sementara sistem  keseluruhan kelistrikan jantung yang menyebabkan jantung dapat berkontraksi biasa disebut sistem konduksi jantung. Pada sistem konduksi jantung terdiri atas: Sinoatrial (SA) Node, Atrioventricular (AV) Node, Bundle of His, Bundle of Brunces dan Purkinje fibers (lihat gambar 4) (Brown, 2001)


Gambar 4. (a) Sistem konduksi jantung. (b) Sinyal kelistrikan otot-otot jantung yang dapat direkam ECG (Instrumentasi.lecture, 2012)

A.       Kelistrikan Saraf
Sistem kelistrikan saraf ditunjukan dengan adanya kecepatan impuls serat saraf yang berupa kemampuan menghantarkan impuls listrik. Serat syarat berdiameter besar, kemampuan menghantarkan impuls lebih cepat dari yang berdiameter kecil. Serat saraf ada 2 macam yaitu:
1.  Bermyelin :
Banyak terdapat pada manusia. Suatu insulator yang baik, kemampuan mengaliri listrik sangat rendah. Aliran sinyal dapat meloncat dari satu simpul ke simpul yang lain.
2. Tanpa Myelin :
·         Akson tanpa myelin diameter 1 mm kecepetan 20 -50 m/s.
·         Akson bermyelin diameter 1 μm kecepatan 100 m/s.


Gambar 5. Anatomi sel saraf
http://4.bp.blogspot.com/

Sistem saraf terdiri dari sistem saraf pusat dan sistem saraf otonom. Sistem saraf pusat terdiri dari otak, medulla spinalis dan saraf perifer. Saraf perifer adalah serat saraf yang mengirim informasi sensoris ke otak atau ke medulla spinalis yang disebut saraf afferent atau disebut saraf sensorik. Sedangkan saraf yang mengirim infomasi dari otak atau medulla spinalis ke otot adalah saraf efferent atau disebut saraf motorik.  Oleh karena itu kelistrikan sel saraf berperan dalam koordinasi otak dengan aktifitas organ tubuh kita. Fenomena kelistrikan dalam sel tubuh kita disebut bioeletical cell. (Burhan, 2010)
           
A.       Peralatan Kedokteran yang dapat merekam kelistrikan pada tubuh
Adanya aktifitas kelistrikan sel ini dapat dideteksi dengan beberapa peralatan kesehatan, salah satunya adalah alat Electro Cardiograph (ECG) yang dapat mengambil sinyal kelistrikan aktifitas jantung. Pada ECG menggunakan elektroda untuk mengambil sinyal listrik dari tubuh pasien. Ada beberapa macam elektroda yaitu: (lihat gambar 5)
1.      Elektoda suction
Dipasang pada dada pasien berjumlah 6 dan digunakan pada ECG Recorder.
2.      Klam Elektrode
Dipasang pada pergelangan kaki dan tangan pasien
3.      Disposibel electrode
Dipasang pada dada pasien berjumlah 3 atau 5 buah. Dan biasanya digunakan pada alat pasien monitor untuk parameter ECG.
Gambar 6. (a) Suction electrode. (b) Klam electrode. (c) disposible electrode (d) Alat ECG

Aktifitas kelistrikan pada tubuh kita juga dapat dideteksi dengan peralatan kedokteran yang lain yaitu:
1.      Electro Enchepalograph (EEG) yaitu alat yang dapat merekam aktifitas kelistrikan pada otak,
2.      Electro Myograph (EMG) yaitu alat yang dapat merekam aktifitas kelistrikan pada otot.
3.      Electro Oculograph (EOG) yaitu alat yang dapat merekam berbagai  potensial pada kornea retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata.
4.      Electro Neurogram (ENG) yaitu alat yang berfungsi untuk mengukur kelistrikan saraf yang dapat menghasilkan data kelistrikan.
5.      Electro Retinogram (ERG) yaitu alat yang dapat mengevaluasi fungsi retina dll.

Daftar Pustaka
Brown, J. J. (2001). Introduction to Biomedical Equipment Technology. New Jersey: Prentice Hall.
Burhan. (2010, Juni 3). Home. Retrieved Juni 23, 2015, from http://burhan-fisika.blogspot.com.
Instrumentasi.lecture. (2012, Februari 1). Home. Retrieved Juni 23, 2015, from http://instrumentasi.lecture.ub.ac.id.
Ramliyana. (2013, Mei 25). Home. Retrieved Juni 23, 2015, from http://ramliyana-fisika.blogspot.com.

Mohamad Sofie, ST, MT. 
Dosen Akademi Teknik Elektromedik Semarang
Organisasi:
DPD Ikatemi Jawa Tengah
Gakeslab Jawa Tengah
Alfakes Pusat

BAGAIMANA TERJADINYA SINAR X PADA ALAT RONTGEN?



Sering kita mendengar pemeriksaan dengan foto rontgen. Biasanya foto rontgen dilakukan untuk diagnosa sakit paru-paru, patah tulang bahkan dengan teknologi semakin canggih yaitu computerize di ciptakan alat rontgen untuk scanning tubuh yaitu CT Scan (Computer Tomography Scan). Kemudian pertanyaannya adalah bagaimana foto rontgen ini terjadi?. Foto rontgen ini terbentuk berawal karena adanya sinar-x.
Sinar-x


Gambar Foto Rontgen Torax
Rontgenatau x-ray adalah termasuk salah satu gelombang elektromagnetik. Cahaya tampak juga termasuk gelombang elektromagnetik, sedangkan rontgentidak tampak oleh mata. Namun panjang gelombang dari x-ray sangat kecil sehingga frekuensi yang dimiliki x-ray sangat tinggi sehingga menyebakan energi yang dimilikinya pun cukup besar. Rontgenmempunyai ukuran panjang mulai dari 0,01 sampai 10 nanometer dengan frekuensi mulai dari 30 petaHertz sampai 30 exaHertz dan mempunyai energi mulai dari 120 elektroVolt hingga 120 kilo elektroVolt.
Gambar skala frekuensi rontgendan cahaya tampak
Proses Terjadinya Sinar-x
Proses terjadinya rontgenpada rontgen memerlukan beberapa komponen, yaitu:
1.    Tabung sinar-x
Tabung rontgenadalah tabung hampa udara yang terbuat kaca tahan panas. Didalamnya terdapat anoda dan katoda. Biasanya katoda berupa kawat filament  (kutub negatif) dan anodanya sebagai kutub positif berupa target. Ada dua jenis anoda yaitu stationary anoda (anoda yang tidak bergerak) dan rotating anoda (anoda yang berputar)
2.    Filament
Filamen terdapat pada katoda yang merupakan sumber elektron
3.    Listrik tegangan tinggi
Antara anoda dan katoda dalam tabung rontgendiberi tegangan yang cukup tinggi (Kilo Volt) sehingga elektron-elektron bebas pada filament ketarik ke anoda.
Elektron dengan kecepatan tinggi (karena ada beda potensial  KVolt) yang mengenai target anoda, elektron  tiba-tiba akan mengalami pelemahan yg sangat darastis oleh target sehingga menimbulkan sinar-x. Rontgenyang terjadi ini dinamakan “rontgenbrehmsstrahlung”. Sedang kan muatan (elektron) yang bergerak dengan kecepatan tinggi (mengalami percepatan) karena adanya beda potensial akan memancarkan radiasi elektromagnetik dan energi elektron cukup tinggi ini masuk radiasi elektromagnetik dalam range sinar-x.Tetapi rontgenjenis ini tidak dipergunakan untuk XRD (X-Ray Difraction)


Gambar tabung x-ray

Blok Diagram Alat Rontgen


Gambar blok diagram alat x-ray

Dari gambar blok diagram dapat dilihat bahwa alat rontgen penghasil sinar-x terdiri atas:
1.  Tabung sinar-x
Tabung rontgen berisi filament yang juga sebagai katoda dan berisi anoda. Filamen terbuat dari tungsten, sedangkan anoda terbuat dari logam anoda (Cu, Fe atau Ni).
2.  Trafo Tegangan Tinggi
Trafo tegangan tinggi berfungsi pelipat tegangan rendah dari sumber menjadi tegangan tinggi antara 30 kV sampai 100 kV. Pada trafo tegangan tinggi terdapat minyak sebagai media pendingin. Trafo tegangan tinggi berfungsi menghasilkan tegangan tinggauntuk mempercepat elektron di dalam tabung.
3.  Sistem Kontrol
Sistem kontrol berfungsi sebagai pengatur  parameter  pada pengoperasian alat sinar-x. Sistem kontrol terbagi menjadi 5 bagian yaitu :
a. Power supplay (Catu daya DC )
b. Pengatur tegangan (kV) pada primer High Tension Trafo (HTT)
c. Pengatur arus (mA) pada bagian trafo filament
d. Pengatur waktu pencitraan/timer(S)
e. Kendali sistem
f. Catu daya AC dari sumber PLN yang masuk ke autotrafo.

Citra foto rontgen
Bagaimana terbentuknya citra pada foto rontgen?. Penyerapan sinar-x oleh tubuh manusia pada proses foto rontgen dapat dijelaskan sebagai berikut: tubuh manusia dibentuk oleh unsur-unsur  yang komplek. Oleh karena itu, penyerapan sinar-x oleh tubuh pada proses foto rontgen tidaklah sama, misalnya tulang akan lebih banyak menyerap sinar-x dibanding dengan otot atau daging. Citra pada film rontgen terbentuk karena terjadi perbedaan intensitas sinar-x yang datang ke film setelah menembus bagian tubuh yang difoto. Bagian tubuh yang lebih rapat dan mengandung unsur kimia tertentu dapat bereaksi dengan sinar-x dan menyebabkan kuantitas sinar-x yang sampai ke film menjadi berkurang. Contoh kasusnya adalah pada pemotretan organ tulang. Tulang mengadung banyak unsur kimia kalsium (Ca) dan unsur kalsium menyerap banyak partikel sinar-x sehingga menyebabkan berkurangnya sinar-X yang sampai di film pada daerah yg terhalangi tulang tersebut. Hasilnya adalah citra berwarna putih sebagai gambaran tulang pada film, sedangkan organ lainnya akan dilewatkan begitu saja dan menghitamkan film.

Kegunaan x-ray dibidang Kesehatan
Sinar-x atau x-ray banyak digunakan dibidang kesehatan yaitu antara lain:
1.    Foto Rontgen
Yaitu digunakan untuk keperluan diagnostik pemeriksaan kondisi organ tubuh seperti paru-paru pada foto torax, diagnosa tulang retak atau patah dll.
2.    Radioterapi
Sinar-x ini digunakan untuk terapi kanker. Karena memiliki energy yang besar sehingga sinar-x mampu menembus sel-sel tubuh termasuk sel-sel kanker. Sehingga dengan dosis tertentu dapat membunuh sel-sel kanker
3.    CT Scan
Dengan menggunakan teknik tomography sinar-x ini dapat digunakan untuk mengambil citra potongan (slice) bagian organ tubuh. Dengan teknik ini dapat mengetahui lokasi, dimensi kelainan pada organ tubuh seperti kanker atau mungkin pendarahan dalam otak.

Daftar Pustaka:
Webster, J. G. (2010). Medical Instrumentation Application and Design. Danvers, USA: John Wiley & Son, INC.
http://manggala31.blogspot.com
http://futurummechanicis.blogspot.com

Mohamad Sofie, ST, MT. 
Dosen Akademi Teknik Elektromedik Semarang
Organisasi:
DPD Ikatemi Jawa Tengah
Gakeslab Jawa Tengah
Alfakes Pusat


Rabu, 06 Juni 2018


SPEKTROFOTOMETER

SPEKTROFOTOMETER
Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu obyek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan di dalam kuvet.

Jenis-jenis
Spektrofotometer dibagi menjadi dua jenis yaitu spektrofotometer single-beam dan spektrofotometer double-beam Perbedaan kedua jenis spektrofotometer tersebut hanya pada pemberian cahaya, dimana pada single-beam, cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang diperoleh hanya nilai absorbansi dari larutan yang dimasukan. Berbeda dengan single-beam, pada spektrofotometer double-beam, nilai blanko dapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang diinginkan dalam satu kali proses yang sama. Prinsipnya adalah dengan adanya chopper yang akan membagi sinar menjadi dua, dimana salah satu melewati blanko (disebut juga reference beam) dan yang lainnya melewati larutan (disebut juga sample beam). Dari kedua jenis spektrofotometer tersebut, spektrofotometer double-beam memiliki keunggulan lebih dibanding single-beam, karena nilai absorbansi larutannya telah mengalami pengurangan terhadap nilai absorbansi blanko. Selain itu, pada single-beam, ditemukan juga beberapa kelemahan seperti perubahan intensitas cahaya akibatfluktuasi voltase.

Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi.
       Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari.
        Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.
         Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri pada dasarnya sama yaitu di dasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat). Sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas misalnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik.
           Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik cahaya yaitu:
1) Sebagai gelombang
2) Sebagai partikel-partikel energi yang disebut foton.

            Karena sifat tersebut maka beberapa parameter perlu diketahui misalnya panjang gelombang, frekuensi dan energi tiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai jarak antara dua puncak.

Dari 4 jenis spektrofotometri ini (UV, Vis, UV-Vis dan Ir) memiliki prinsip kerja yang sama yaitu “adanya interaksi antara materi dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu”. Perbedaannya terletak pada panjang gelombang yang digunakan.
Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut spektrofotometer terdiri dari :
sumber cahaya – monokromator – sel sampel – detektor – read out (pembaca).

Fungsi masing-masing bagian:
1. Sumber sinar polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Untuk sepktrofotometer
·         UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga heavi hidrogen
·         VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram
·         UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi monokromator.
·         Infra merah, lampu pada panjang gelombang IR.

2. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monaokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting atau lensa prisma dan filter optik.
Jika digunakan grating maka cahaya akan dirubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diteruskan sesuai dengan warnya lensa yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai dengan jenis pemeriksaan.
Pada gambar di atas disebut sebagai pendispersi atau penyebar cahaya. dengan adanya pendispersi hanya satu jenis cahaya atau cahaya dengan panjang gelombang tunggal yang mengenai sel sampel. Pada gambar di atas hanya cahaya hijau yang melewati pintu keluar. Proses dispersi atau penyebaran cahaya seperti yang tertera pada gambar.
  
3. Sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel
- UV, VIS dan UV-VIS menggunakan kuvet sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. Hal ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat menyerap UV sehingga penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar tampak (VIS). Cuvet biasanya berbentuk persegi panjang dengan lebar 1 cm.
- IR, untuk sampel cair dan padat (dalam bentuk pasta) biasanya dioleskan pada dua lempeng natrium klorida. Untuk sampel dalam bentuk larutan dimasukan ke dalam sel natrium klorida. Sel ini akan dipecahkan untuk mengambil kembali larutan yang dianalisis, jika sampel yang dimiliki sangat sedikit dan harganya mahal.

4. Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :
·         Kepekaan yang tinggi
·         Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi
·         Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.
·         Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.
·         Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

 Macam-macam detektor :
·         Detektor foto (Photo detector)
·         Photocell, misalnya CdS.
·         Phototube
·         Hantaran foto
·         Dioda foto
·         Detektor panas

5. Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detektor.
Proses Absorbsi Cahaya pada Spektrofotometri
            Ketika cahaya dengan panjang berbagai panjang gelombang (cahaya polikromatis) mengenai suatu zat, maka cahaya dengan panjang gelombang tertentu saja yang akan diserap. Di dalam suatu molekul yang memegang peranan penting adalah elektron valensi dari setiap atom yang ada hingga terbentuk suatu materi. Elektron-elektron yang dimiliki oleh suatu molekul dapat berpindah (eksitasi), berputar (rotasi) dan bergetar (vibrasi) jika dikenai suatu energi.
            Jika zat menyerap cahaya tampak dan UV maka akan terjadi perpindahan elektron dari keadaan dasar menuju ke keadaan tereksitasi. Perpindahan elektron ini disebut transisi elektronik. Apabila cahaya yang diserap adalah cahaya inframerah maka elektron yang ada dalam atom atau elektron ikatan pada suatu molekul dapat hanya akan bergetar (vibrasi). Sedangkan gerakan berputar elektron terjadi pada energi yang lebih rendah lagi misalnya pada gelombang radio.
            Atas dasar inilah spektrofotometri dirancang untuk mengukur konsentrasi suatu suatu yang ada dalam suatu sampel. Dimana zat yang ada dalam sel sampel disinari dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Ketika cahaya mengenai sampel sebagian akan diserap, sebagian akan dihamburkan dan sebagian lagi akan diteruskan.
Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit:
a.       Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna
b.      Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.
Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).

Mohamad Sofie, ST, MT. 
Dosen Akademi Teknik Elektromedik Semarang
Organisasi:
DPD Ikatemi Jawa Tengah
Gakeslab Jawa Tengah
Alfakes Pusat

Minggu, 06 Mei 2018

PEMBANGKIT OZON PADA IPAL RUMAH SAKIT DENGAN TEKNOLOGI AOP (ADVANCE OXIDATION PROSES)


PEMBANGKIT OZON PADA IPAL RUMAH SAKIT DENGAN TEKNOLOGI AOP (ADVANCE OXIDATION PROSES)

Pada edisi bulan ini saya sengaja tidak membahas tentang alat kesehatan tetapi tentang teknologi AOP pada IPAL yang digunakan di Rumah Sakit. Berawal dari permintaan seorang teman meminta saya untuk menduplikasi rangkaian pembangkit ozon produksi dari China. Kemudian berhasil diduplikasi dan akhirnya diuji coba untuk mengetahui kinerjanya. Teknologi ini sebenarnya sudah banyak diterapkan pada IPAL di Rumah Sakit atau Puskesmas bahkan Apartemen. Karena menurut pendapat saya teknologi IPAL juga menarik untuk diketahui dan juga berkaitan dengan kesehatan 
Air limbah adalah salah satu bahan buangan cair yang timbul dari berbagai aktivitas rumah sakit. Air limbah rumah sakit memiliki potensi yang berbahaya bagi kesehatan karena kemungkinan mengandung mikroorganisme patogen atau bahan kimia beracun berbahaya yang dapat menyebabkan penyakit infeksi dan tersebar ke lingkungan (Said, 1999). Mikroorganisme yang merugikan  dalam air limbah rumah sakit dapat menimbulkan risiko terjadinya penularan penyakit baik secara langsung maupun tidak langsung kepada  karyawan, pengunjung dan masyarakat di sekitar rumah sakit. Disamping itu kuman dalam air limbah rumah sakit yang dibuang ke lingkungan akan terbawa oleh aliran permukaan sehingga berpotensi untuk menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan yakni tanah dan badan air penerima.  Dengan demikian maka air limbah rumah sakit harus dikelola dengan baik. Air limbah rumah sakit yang akan dibuang ke lingkungan kualitasnya  dikendalikan melalui pengolahan dalam instalasi pengolahan air limbah rumah sakit (IPAL).
Pada teknologi AOP ini terdapat rangkaian elektronik pembangkit ozon.  Pada IPAL, ozon dapat diproduksi sendiri dengan metode lucutan terhalang dielektrik (dielectric barrier discharge) atau juga disebut lucutan senyap karena lucutannya nyaris tidak bersuara. Lucutan ini dapat direalisir dengan mengalirkan gas udara atau oksigen (O2) pada celah sempit (celah lucutan) diantara dua elektroda yang paling sedikit disalah satu permukaan elektrodanya dilapisi dielektrik (bahan isolator) yang biasanya terbuat dari bahan gelas, sedang sumber tegangan yang digunakan adalah sumber tegangan tinggi bolak-balik. (Agus Purwadi, 2002)  

Gambar 1. Blok diagram pembangkit ozon


Gambar 2. Teganan pembangkit dan lucutan mikro

Gambar 3. Terjadinya ozon dari lucutan listrik
Gambar 4. Blok Diagram rangkaian pembangkit ozon dan sinyal input trafo tegangan tinggi

Pada rangkaian elektroniknya terdapat pembangkit frekuensi PWM yang mengendalikan driver transistor tegangan tinggi. Dimana out put tegangan tinggi AC ini akan masuk ke trafo step up sehingga tegangannya menjadi diatas 5 KV. Tegangan tinggi inilah yang digunakan untuk merubah oksigen (O2) menjadi ozon (O3) seperti pada gambar 3. Rangkaian ini juga dilengkapi sensor suhu sebagai pengaman jika transistor driver overheat dengan max suhunya 60˚C. Jika suhunya melebihi maka rangkaian pembangkit ozon akan secara otomatis akan mati sehingga produksi ozon akan berhenti meskipun supply O2 tetap ada. Pengaturan lebar frekuensi pembangkit ozon berfungsi untuk menentukan lamanya waktu lucutan listrik, sehingga berpengaruh pada banyaknya ozon yang dihasilkan. Lebar pulsa output dapat dilihat pada gambar 4. Dari hasil pengukuran didapat hasil produksi ozon antara 15 g/jam-45 g/jam.
Pada IPAL yang menggunakan teknologi AOP juga dilengkapi lampu UV yang berfungsi untuk membantu proses oksidasi. Teknologi AOP dengan kombinasi ozon dan sinar ultraviolet memiliki beberapa keunggulan diantaranya adalah:
1. Areal instalasi pengolahan air limbah yang dibutuhkan tidak luas
2. Waktu pengolahan cepat
3. Penggunaan bahan kimia sedikit
4. Penguraian senyawa organik efektif
5. Keluaran (output) limbah yang berupa lumpur (sludge) sedikit
6. Air hasil pengolahan dapat dipergunakan kembali
Proses ini sekaligus menjadikan air hasil dari proses pengolahan air limbah akan dapat dipergunakan kembali sebagai air baku dalam proses manufaktur. Sedangkan untuk kandungan logam berat tersebut akan dapat didaur ulang kembali dengan menggunakan proses selanjutnya. (Hutagalung)

Daftar Pustaka
Ipal Rumah Sakit Dengan Bak Khloronisasi. (2013, Agustus 11). Retrieved April 28, 2016, from Syahriatato's Blog: https://syahriartato.wordpress.com/2013/08/11/ipal-rumah-sakit-dengan-bak-khlorinasi/
Agus Purwadi, W. U. (2002). KONSTRUKSI PEMBANGKIT OZON BENTUK SILINDER. Puslitbang Teknologi Maju -BATAN Yogyakarta, 108.
Hutagalung, S. S. (n.d.). METODE ADVANCED OXIDATION PROCESSES (AOP) UNTUK MENGOLAH LIMBAH RESIN CAIR. Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN.
Yusuf, B. (2011). APLIKASI PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI IMPULS UNTUK PEMBUATAN REAKTOR OZON. www.researchgate.net.

Mohamad Sofie, ST, MT. 
Dosen Akademi Teknik Elektromedik Semarang
Organisasi:
DPD Ikatemi Jawa Tengah
Gakeslab Jawa Tengah
Alfakes Pusat

KELISTRIKAN DALAM TUBUH KITA

A.        Kelistrikan Sel Tahukah kita sebenarnya dalam tubuh kita terdapat aktifitas kelistrikan? Ya ternyata dalam tubuh kita ter...