Ditulis oleh Saffaanatin Nafiis

Pendahuluan

Air merupakan elemen penting bagi semua makhluk hidup, terutama manusia, dalam menunjang kelangsungan hidup di bumi. Kegiatan manusia sehari-hari sangat bergantung pada air untuk berbagai keperluan seperti memasak, mencuci, mandi, minum, kebutuhan industri, kebutuhan pertanian, dan kebutuhan lainnya (Haifan, et al., 2023). Kebutuhan manusia akan kebutuhan air selalu meningkat dari waktu ke waktu, bukan saja karena meningkatnya jumlah manusia yang memerlukan air tersebut, melainkan juga karena meningkatnya intensitas dan ragam kebutuhan akan air (Silalahi, 2002).

Indonesia, sebagai wilayah dengan iklim tropis yang ditandai dengan curah hujan yang tinggi seharusnya dapat menyediakan sumber daya air yang melimpah. Namun, banyak daerah di Indonesia khususnya di daerah padat penduduk, justru mengalami kelangkaan air saat musim kemarau, dan ironisnya dilanda banjir dan tanah longsor di musim hujan (Herzanita, et al., 2023). Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kelangkaan air tersebut, seperti adanya perubahan iklim, pencemaran air oleh limbah industri, pertanian, dan rumah tangga serta pertumbuhan populasi yang pesat (Sari, et al., 2024).

Untuk menghadapi masalah ini, diperlukan solusi yang inovatif dalam pengelolaan sumber daya air. Salah satunya adalah dengan mengadopsi teknologi rainwater harvesting (penampungan air hujan) dan greywater recycling (daur ulang greywater) yang didukung oleh Internet of Things (Iot). Teknologi ini memungkinkan air hujan dan greywater yang diperoleh dari aktivitas rumah tangga didaur ulang dan dimanfaatkan kembali untuk kebutuhan tertentu, sehingga dapat mengurangi ketergantungan terhadap air bersih.

Isi

Rainwater harvesting atau RWH merupakan proses pengumpulan dan penyimpanan air hujan untuk digunakan kembali, dapat dilihat pada gambar 1. Air hujan yang dikumpulkan dapat digunakan untuk keperluan rumah tangga, seperti menyiram toilet, membersihkan rumah tangga, menyiram tanaman dan mengairi irigasi (Habibullah, et al., 2023). RWH dapat menghemat penggunaan air bersih hingga 54,92% dan mengurangi volume limpasan yang berasal dari atap hingga 71,53% (Lubis, 2024). Penggabungan rainwater harvesting dengan greywater recycling pada sebuah bangunan cerdas dapat mengurangi permintaan air bersih dan mengurangi limpasan air hujan serta jumlah air limbah (Semaan, et al., 2020). Salah satu keuntungan dari pengurangan permintaan air adalah terjaminnya pasokan air yang cukup bagi populasi dan pertumbuhan ekonomi (Nanle, et al., 2022; Wijayanti, et al., 2020).

Gambar 1 Rainwater Harvesting

Sumber: (Pemerintah Republik Indonesia, 2014)

Selain rainwater harvesting, greywater recycling juga merupakan solusi terbaik untuk mengatasi kelangkaan dan konservasi air (Radingoana, et al., 2020). Greywater Recycling atau GWR merupakan proses pengolahan dan penggunaan kembali air limbah domestik yang tidak terkontaminasi secara berat, seperti air limbah rumah tangga yang berasal dari wastafel, pancuran, atau bak kamar mandi dan dapur, sehingga dapat digunakan kembali menggantikan air tawar untuk kegiatan nonkonsumsi, dapat dilihat pada gambar 2. Proses ini berkontribusi terhadap penghematan air terbesar pada bangunan cerdas karena penggunaan air limbah (greywater) ini mendukung pelestarian air tawar berkualitas tinggi, mengurangi polutan lingkungan dan menurunkan biaya persediaan air secara keseluruhan (Habibullah, et al., 2023).

Gambar 2 Greywater harvesting

Sumber: (SDS Water Infrastructure System, 2024)

Pengintegrasian teknologi IoT dalam sistem RWH dan GWR memungkinkan pemantauan dan pengelolaan yang lebih efisien dan efektif. Teknologi IoT menawarkan solusi dengan menambahkan sensor-sensor cerdas yang mampu memonitor kondisi air, seperti tingkat kekeruhan, suhu, pH, kandungan organik, dan ketersediaan air, secara real-time (Habibullah, et al., 2023). Data yang dikumpulkan dari sensor tersebut dapat dianalisis untuk mengidentifikasi pola penggunaan dan memprediksi kebutuhan dimasa depan. Dengan analisis ini, sistem dapat secara otomatis mengalihkan penggunaan air hujan dan greywater bedasarkan ketersediaan dan kualitas masing-masing sumber (Rodrigues, et al., 2023).

Implementasi teknologi RWH dan GWR berbasis IoT menawarkan keuntungan signifikan dalam pengelolaan sumber daya air yang lebih efisien dan berkelanjutan. Penghematan air adalah salah satu manfaat utama, sebagai contoh, penelitian oleh Habibullah, et al (2023) memperkirakan bahwa kombinasi sistem RWH dan GWR dapat menghemat lebih dari 3000 m3 air tawar jika sistem tersebut berjalan lancar dalam sebuah bangunan. Pemanfaatan sumber daya lokal seperti air hujan dan greywater, membuat bangunan menjadi lebih mandiri dalam hal penyediaan air. Selain itu, pengurangan limbah juga menjadi keuntungan penting: Melalui daur ulang greywater, sebuah bangunan dapat mengelola air limbah perkotaan hingga 10% – 50% dari penyimpanan air rumah tangga (Habibullah, et al., 2023). Hal tersebut membantu mengurangi beban pada sistem pembuangan dan menjaga kebersihan lingkungan.

Keuntungan lainnya adalah ketahanan terhadap perubahan iklim. Teknologi ini meningkatkan ketahanan bangunan terhadap kekurangan air dengan memanfaatkan sumber daya lokal (Habibullah, et al., 2023), terutama di tengah ancaman perubahan ikllim yang menyebabkan pola curah hujan menjadi tidak menentu. Pengelolaan yang efektif dan efisien baik dari segi kualitas ataupun kuantitas juga menjadi hasil dari penerapan teknologi RWH dan GWR berbasis IoT. Sebagai contoh, penelitian oleh Movva (2023) menunjukkan bahwa sistem RWH yang dilengkapi dengan sensor dapat memberikan informasi tentang kualitas air dan level air dalam tangki penyimpanan, sehingga pengguna dapat mengambil keputusan yang tepat mengenai penggunaan air.

Penelitian oleh Hui dan Rahmat (2022) juga menjelaskan bahwa dengan integrasi IoT, pengguna dapat melakukan pemantauan secara real-time. Dengan menggunakan sensor kualitas air, pengguna dapat memastikan bahwa air hujan dan greywater yang dikumpulkan memenuhi standar keamanan untuk digunakan kembali. Sensor ini dapat mengukur parameter seperti pH dan turbidity, yang penting untuk memastikan bahwa air tidak terkontaminasi. Data yang diperoleh dari sensor ini kemudian dianalisis untuk memberikan wawasan tentang pola penggunaan air dan prediksi kebutuhan dimasa depan.

Penggunaan IoT berupa sistem otomatis juga memudahkan pengaturan aliran air antara tangka penyimpanan air hujan dan greywater berdasarkan ketersediaan dan kualitasnya. Jika kualitas greywater tidak memenuhi standar tertentu, sistem dapat secara otomatis beralih ke penggunaan air hujan (Shivkar, et al., 2024). Sistem ini tidak hanya meningkatkan efisiensi penggunaan air tetapi juga memastikan bahwa air yang digunakan selalu memenuhi standar kualitas yang diperlukan.

Meskipun banyak manfaat dari teknologi rainwater harvesting dan greywater harvesting berbasis IoT, ada beberapa tantangan yang perlu diatasi. Salah satunya adalah biaya implementasi. Meskipun biaya jangka panjang dapat lebih rendah, investasi awal untuk perangkat keras dan perangkat lunak IoT bisa menjadi hambatan bagi banyak pengguna. Biaya ini mencangkup pengadaan sensor, sistem penyimpanan data, dan perangkat lunak analisis yang diperlukan untuk mengelola sistem secara efektif. Sebuah studi menunjukkan bahwa biaya awal untuk membangun sistem RWH dapat mencapai 0,73% dari harga jual rumah, yang mungkin dianggap signifikan oleh beberapa pengembang perumahan (Lubis, 2024).

Tantangan lainnya adalah risiko keamanan siber yang meningkat seiring dengan semakin banyaknya perangkat yang terhubung dalam IoT. Konektivitas yang luas membuka celah bagi penyerang untuk mengeksploitasi kerentanan. Penelitian menunjukkan bahwa perangkat IoT sering kali memiliki sistem operasi yang terbatas dan pembaruan keamanan yang tidak memadai, sehingga membuatnya rentan terhadap serangan siber seperti malware dan ransomware (Shivkar, et al., 2024). Perlindungan data menjadi sangat penting agar informasi sensitif tidak jatuh ke tangan yang salah. Oleh karena itu, Langkah-langkah keamanan seperti enkripsi data dan penggunaan prokol otentikasi yang kuat sangat diperlukan untuk melindungi informasi tersebut (Pardosi, et al., 2024).

Selain itu, kualitas dari air yang dikumpulkan juga menjadi tantangan tersendiri. Sistem RWH dan GWR harus memastikan bahwa air yang dikumpulkan memenuhi standar kualitas untuk digunakan kembali. Jika kualitas air tidak terjaga, maka manfaat dari sistem ini akan berkurang secara signifikan. Pengelolaan kualitas air memerlukan pemantauan terus-menerus dan tindakan cepat untuk mengatasi masalah pencemaran atau kontaminasi.

Penerapan teknologi RWH dan GWR berbasis IoT di Indonesia sendiri menunjukkan potensi yang besar dalam mengatasi masalah ketersediaan air bersih, terutama di perkotaan. Salah satu contohnya adalah proyek My Water Sistem Pintar di Jawa Tengah. Sistem ini dirancang untuk menampung air hujan di sumur dan memompa air tersebut ke penampungan kedua setelah melalui proses filtrasi. Dengan menggunakan sensor berbasis Arduino, kualitas air dapat dipantau secara real-time melalui platform web, sehingga memungkinkan pengguna untuk mengakses informasi tentang pH dan arus air yang masuk (Jabar, et al., 2021).

Kesimpulan

Inovasi bangunan cerdas dengan memanfaatan teknologi rainwater harvesting atau RWH dan greywater harvesting atau GWR berbasis Internet of Things (IoT) memberikan solusi berkelanjutan untuk masalah ketersediaan air bersih di era modern ini. Dengan memanfaatkan sumber daya lokal seperti air hujan dan greywater, kita tidak hanya dapat menghemat penggunaan air tetapi juga berkontribusi pada keberlanjutan lingkungan.

Meskipun ada tantangan yang harus dihadapi dalam penerapan teknologi ini, seperti biaya awal, keamanan siber serta kualitas air, keuntungan jangka panjang dari penerapan teknologi ini jauh lebih besar dibandingkan dengan biaya awalnya. Kolaborasi antara pemerintah, industri konstruksi serta Masyarakat sangat penting untuk mendorong implementasi teknologi ini demi masa depan yang lebih berkelanjutan. Dengan langkah-langkah strategis menuju inovasi berkelanjutan dalam manajemen sumber daya air melalui teknologi canggih seperti RWH dan GWR berbasis IoT kita memiliki kesempatan untuk menciptakan lingkungan hidup yang lebih baik bagi generasi mendatang serta menjaga kelestarian alam kita ini.

DAFTAR PUSTAKA

Habibullah, N., Sahrir, S. & Ponrahono, Z., 2023. INTEGRATING RAINWATER HARVESTING AND GREYWATER RECYCLING TO INCREASE WATER EFFICIENCY IN OFFICE BUILDINGS. PLANNING MALAYSIA: Journal of the Malaysian Institute of Planners, 21(5), pp. 253-266.

Haifan, M., Handayani, S. & Ismojo, 2023. Penerapan Sistem Pemanen Air Hujan (Rain Water Harvesting) Skala Rumah Tangga : Studi Kasus Di Rt 004/01, Kelurahan Sawah Baru, Kecamata Ciputat, Kota Tangerang Selatan. LENTERA KARYA EDUKASI: Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat, 3(2), pp. 63-72.

Herzanita, A., Tinumbia, N. & Andreas , A., 2023. PERENCANAAN PENANGANAN KRISIS AIR BERSIH DI DESA SUKAGALIH, KECAMATAN JONGGOL. JANATA, Jurnal Pengabdian Masyarakat , pp. 6-12.

Hui, L. Z. & Rahmat, S. Z., 2022. Monitoring Water Level and Water Quality in Rainwater Harvesting Tank using Internet of Things (IoT) Device. Journal of Advancement in Enviromental Solution and Resource Recovery, pp. 64-74.

Jabar, M. T., Iqbal, F. & Azmi, D. A., 2021. innovillage.id. [Online]
Available at: https://innovillage.id/lini-masa/portfolio/my-water-sistem-pintar-penampungan-air-hujan-berbasis-iot-sebagai-solusi-kemarau
[Accessed 05 November 2024].

Lubis, R. P., 2024. Penerapan Sistem Pemanenan Air Hujan (RWH) untuk Pemenuhan Kebutuhan Air Bersih masyarakat Sebagai Perencanaan Wilayah Desa Klambir V Kebun, Kecamatan Hamparan Perak, Deli Serdang. Jurnal Minfo Polgan, Volume 13, pp. 1211-1219.

Movva, S. S., 2023. Smart Water Harvesting Sistem Using IoT. Journal of Biosensors and Bioelectronics Research, pp. 1-5.

Nanle, V. Y., Latip, N. A. & Karim, R., 2022. RESIDENTS WATER ACCESSIBILITY TOWARDS SUSTAINABILITY: THE CASE OF INFORMAL SETTLEMENTS OF JOS METROPOLIS, NIGERIA. PLANNING MALAYSIA: Journal of the Malaysian Institute of Planners, pp. 87-100.

Pardosi, V. B. A. et al., 2024. SISTEM KEAMANAN KOMPUTER. s.l.:CV Rey Media Grafika.

Pemerintah Republik Indonesia, 2014. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 11 Tahun 2014 tentang Pengelolaan AIr Hujan pada Bangunan Gedung dan Persilnya. Jakarta: s.n.

Radingoana, M. P., Dube, T. & Mazvimavi, D., 2020. Progress in Greywater Reuse for Home Gardening: Opportunities, Perceptions and Challenges. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C.

Rahman, A. & et al, 2020. Implementasi Sistem Pemanenan Air Hujan Dan Daur Ulang Greywater Berbasis IoT Di Proyek Perumahan Ramah Lingkungan. Jurnal Teknologi Lingkungan.

Rodrigues, A. M., Formiga, K. T. M. & Milograna, J., 2023. Integrated sistems for rainwater harvesting and greywater reuse: a sistematic review of urban water management strategies. Water Supply.

Sari, G. F. A., Yolanda, D. & Rajib, R. K., 2024. KRISIS AIR MENANGANI PENYEDIAAN AIR BERSIH DI DUNIA YANG SEMAKIN KEKURANGAN SUMBER DAYA. Jurnal Ilmiah Research Student, Volume 1, pp. 334-341.

SDS Water Infrastructure Sistem, 2024. sdslimited. [Online]
Available at: https://www.sdslimited.com/products/sds-greywater-recycling/
[Accessed 05 November 2024].

Semaan, M. et al., 2020. Optimal Sizing of Rainwater Harvesting Sistem for Domestic Water Usages: A Sistematic Literature Review. ELSEVIER.

Shivkar, A., Joglekar, M. & Borade, S., 2024. Smart Water Conservation And Rainwater Harvesting Sistem: A Step Towards Sustainable Water Management. Educational Administration: Theory and Practice, 30(4), pp. 492-497.

Silalahi, M. D., 2002. Optimalisasi Sarana Yuridis sebagai Upaya Menumbuhkan Masyarakat Sadar Urgensi Sumber Daya Air (SDA). Majalah Air Minum.

Wijayanti, Y. et al., 2020. Sustainable water management: a review study on integrated water supply (case study on special district of Yogyakarta. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.

.

.