Penerapan Internet of Things (IoT) untuk Pemantauan dan Perbandingan Emisi Gas Rumah Kaca Pengolahan Limbah Pertanian dengan Berbagai Perlakuan

Abstract

Limbah pertanian seperti jerami, batang jagung, dan kulit singkong merupakan hasil samping sektor pertanian yang jumlahnya melimpah, namun pemanfaatannya masih belum optimal. Pengelolaan limbah pertanian yang umum dilakukan melalui pembakaran terbuka berpotensi menghasilkan emisi gas rumah kaca yang berdampak terhadap lingkungan. Salah satu alternatif pengolahan yang lebih ramah lingkungan adalah fermentasi menggunakan bioaktivator. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik dan dinamika emisi gas rumah kaca pada berbagai metode pengolahan limbah pertanian, membandingkan pengaruh penggunaan bioaktivator EM4 dan WinProb terhadap pembentukan emisi, serta menentukan metode pengolahan yang paling efektif dalam menurunkan emisi gas rumah kaca. Penelitian menggunakan pendekatan kuantitatif dengan analisis data runtun waktu (time series). Perlakuan yang digunakan meliputi pembakaran limbah pertanian (A0), fermentasi tanpa starter (A1), fermentasi menggunakan EM4 (A2), dan fermentasi menggunakan WinProb (A3). Pemantauan emisi dilakukan menggunakan sistem berbasis Internet of Things (IoT) yang terdiri atas mikrokontroler ESP32, sensor MQ-9, dan sensor ENS160+AHT21 untuk mengukur parameter karbon monoksida (CO), metana (CH₄), Total Volatile Organic Compounds (TVOC), equivalent carbon dioxide (eCO₂), suhu, dan kelembapan secara real-time. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode pembakaran menghasilkan emisi tertinggi dengan rata-rata CO sebesar 636 ppm, CH₄ sebesar 130,35 ppm, TVOC sebesar 2033,25 ppb, dan eCO₂ sebesar 5880,85 ppm. Pada perlakuan fermentasi, EM4 menghasilkan emisi terendah dengan rata-rata CO sebesar 2,56 ppm, CH₄ sebesar 8,76 ppm, TVOC sebesar 363,30 ppb, dan eCO₂ sebesar 1472,57 ppm. Sementara itu, perlakuan WinProb menghasilkan emisi tertinggi di antara perlakuan fermentasi dengan rata-rata CO sebesar 6,04 ppm, CH₄ sebesar 20,40 ppm, TVOC sebesar 843,91 ppb, dan eCO₂ sebesar 2890,88 ppm. Dinamika emisi menunjukkan bahwa puncak pembentukan gas pada proses fermentasi terjadi pada pertengahan periode fermentasi yang berkaitan dengan meningkatnya aktivitas biodegradasi dan metanogenesis. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa fermentasi menggunakan EM4 merupakan metode pengolahan limbah pertanian yang paling efektif dalam menekan emisi gas rumah kaca dibandingkan pembakaran, fermentasi tanpa starter, maupun fermentasi menggunakan WinProb. Selain itu, sistem monitoring berbasis IoT terbukti mampu memantau perubahan emisi gas secara real-time dan berkelanjutan.