Mengukur Kualitas Ventilasi Ruangan Dengan Sensor Debu

Kualitas ventilasi ruangan adalah salah satu faktor penting untuk mengurangi penularan COVID-19. Transmisi virus SARS-CoV-2 dapat melalui droplet maupun aerosol. Droplet dimensinya agak besar, sehingga terbangnya tidak terlalu jauh. Aerosol dapat terbang cukup jauh, sehingga jarak 2 meter tidak cukup aman.

Untuk mengurangi penularan maka udara di suatu ruangan harus sering diganti baru atau dibersihkan dengan filter.

Ukuran kualitas ventilasi yang sering dipakai ada 2 yaitu debit aliran udara per detik dan ACH (Air Changes per Hour).

Debit aliran udara yang dipakai adalah 10 liter per orang per detik. [1]

Angka ACH yang dipakai minimal adalah 4, kalau bisa mencapai 6 [2].

Pada artikel ini dibahas pengukuran ACH dengan sensor debu.

Prinsip Pengukuran

Virus bersifat sebagai aerosol. Aerosol disimulasikan dengan menggunakan kabut yang dibangkitkan dengan alat fog generator. Kabut ini akan meningkatkan jumlah debu dalam ruangan.

Keberadaan kabut dideteksi oleh sensor debu.

Ventilasi diaktifkan untuk mengganti udara dengan udara segar yang bersih tidak mengandung debu. Jika udara sudah berhasil diganti, maka angka debu di sensor akan turun kembali ke keadaan normal.

Peralatan

Peralatan yang diperlukan adalah sebagai berikut

• Pembangkit kabut / fog generator
• Alat ukur debu. Misalnya menggunakan sensor GP2Y10 yang dihubungkan ke mikroproser Arduino Nano. Detail pembuatan dibahas di artikel tersendiri.

Alternatif lain menggunakan perangkat handheld particle counter. Alat ini lebih bagus/presisi, namun juga lebih mahal. Pada pengukuran ini tidak diperlukan angka absolut jumlah debu, jadi pakai sensor murah juga sudah cukup.

Prosedur pengukuran

• Nyalakan sensor debu
• Pastikan angka debu yang terukur stabil selama sekurang-kurangnya 10 menit. Angka ini akan dijadikan referensi keadaan ‘bersih’
• Nyalakan fog generator untuk membuat kabut. Isi ruangan dengan kabut sampai cukup banyak
• Tunggu sampai kabut hilang.
• Hentikan pengukuran setelah kabut sudah tidak terlihat, atau sudah cukup lama
• Lakukan analisis untuk menghitung berapa lama waktu yang diperlukan agar kabut hilang

Berikut ini percobaan pengkabutan di laboratorium

Analisis

Berikut ini contoh grafik jumlah debu terhadap waktu.

Kurva jumlah debu terhadap waktu masih banyak noise nya sehingga agak sulit melakukan analisis. Berikut ini sinyal yang sama namun dengan filter supaya sinyal frekuensi tinggi dihilangkan.

Dari kurva tersebut nampak bahwa debu mulai masuk di t=200, dan sudah hilang di sekitar t=1000. Jadi perlu waktu 800 detik untuk mengganti udara yang berkabut sampai bersih dengan udara baru.

Nilai ACH = 60 x 60 / 800 = 4,5

Jadi ruangan ini dalam 1 jam dapat melakukan pergantian udara sebanyak 4,5 kali.

Referensi

1. Roadmap to improve and ensure good indoor ventilation in the context of COVID-19.
   Geneva: World Health Organization; 2021, Halaman 12
2. Preventing the Spread of COVID-19 By Circulating Air in Schools and Other Buildings, Rhode Island Department of Health
3. Wikipedia: Aerosol
4. How Brisbane Independent School Prevented Outbreaks of Covid-19, despite Omicron wave