1. Pendahuluan

Di dunia industri, keputusan jarang dibuat dalam kondisi ideal. Kita jarang punya informasi lengkap. Kita sering hanya punya data yang tampak di permukaan, sementara penyebab sebenarnya tersembunyi di baliknya.

Sebuah pabrik bisa melihat angka cacat produksi meningkat, tetapi tidak langsung tahu apakah penyebabnya ada pada mesin, bahan baku, operator, atau suhu ruangan. Perusahaan asuransi bisa melihat klaim meningkat, tetapi tidak otomatis tahu karakter risiko apa yang sedang berubah. Industri sawit bisa mendeteksi penurunan produktivitas, tetapi belum tentu tahu apakah itu karena hama, cuaca, atau pola distribusi lain yang sulit dilihat langsung.

Orasi ilmiah Prof. Sapto Wahyu Indratno mengangkat persoalan ini dari sudut yang sangat menarik: statistik bukan hanya alat merangkum data, melainkan alat untuk merekonstruksi penyebab.

Dalam orasi ini, Prof. Sapto menempatkan “masalah invers” sebagai inti. Ia menjelaskan dengan cara yang sederhana: di lapangan, kita sering hanya mengetahui output, misalnya data Y, tetapi tidak tahu apa yang menghasilkan data tersebut, yakni fungsi atau mekanisme F yang tersembunyi. Tantangan terbesar masalah invers adalah bagaimana mencari fungsi F berdasarkan data lapangan yang kita punya.

Jika masalah forward adalah “kita punya penyebab, lalu memprediksi akibat”, maka masalah invers adalah kebalikannya: “kita punya akibat, lalu ingin menemukan penyebab”. Dalam praktik industri, ini lebih sering terjadi. Karena perusahaan jarang berada dalam posisi mengontrol semua variabel sejak awal. Perusahaan lebih sering bereaksi terhadap gejala.

Orasi ini memberi contoh yang terasa dekat bagi banyak orang: CT scan. Ketika kita melakukan pemindaian, kita tidak melihat organ langsung, melainkan membaca gelombang, lalu merekonstruksi apa yang terjadi di dalam tubuh. Itu adalah masalah invers dalam bentuk yang paling mudah dipahami.

Prof. Sapto juga memberi analogi sepak bola untuk menjelaskan konsepnya secara lebih ringan: masalah forward adalah ketika Persib menggunakan skema tertentu dan menghasilkan skor tertentu. Masalah invers adalah kebalikannya: jika kita ingin Persib menang, skema apa yang harus digunakan berdasarkan data historis.

Analogi ini terlihat sederhana, tetapi isinya kuat. Karena ia menunjukkan bahwa dalam masalah invers, kita tidak sedang mencari “rumus pasti”, tetapi mencari strategi terbaik dari data yang ada.

Dan dari sinilah orasi Prof. Sapto bergerak ke gagasan yang lebih dalam: dalam dunia nyata, masalah invers jarang punya jawaban tunggal.

 

2. Masalah Invers Klasik vs Inversi Statistik: Ketika Jawaban Tidak Unik, dan Kita Harus Berpikir dalam Bentuk Distribusi

Salah satu bagian terpenting dari orasi ini adalah perbedaan antara masalah invers klasik dan inversi statistik.

Pada masalah invers klasik, targetnya adalah menemukan satu fungsi penyebab F yang paling cocok menjelaskan data. Tetapi Prof. Sapto menegaskan bahwa banyak model invers memiliki sifat yang menyulitkan:

• solusi tidak harus tunggal

• bisa jadi solusi tidak ada

• gangguan kecil pada data bisa menghasilkan perubahan solusi yang sangat besar

Dalam bahasa matematika, ini sering disebut masalah yang tidak stabil atau tidak well-posed.

Di industri, kondisi ini sering muncul karena data lapangan memang tidak bersih. Selalu ada noise. Selalu ada gangguan. Selalu ada bias pengukuran.

Karena itu, Prof. Sapto menjelaskan bahwa inversi berkembang menjadi inversi statistik, di mana solusi bukan lagi satu fungsi tunggal, melainkan distribusi dari banyak kemungkinan fungsi.

Ini adalah titik balik yang penting. Dalam praktik pengambilan keputusan, orang sering ingin jawaban tunggal: “penyebabnya apa?” Tetapi inversi statistik menawarkan cara yang lebih realistis: “penyebabnya ini, dengan tingkat keyakinan tertentu”.

Prof. Sapto menyebut bahwa dalam inversi statistik kita ingin mencari distribusi posterior. Distribusi posterior dibangun dari dua komponen:

1. prior distribution, yaitu asumsi awal sebelum melihat data

2. likelihood, yaitu komponen yang menghubungkan data dengan asumsi awal

Ketika prior digabung dengan likelihood, terbentuklah posterior distribution—distribusi yang sudah memasukkan data dan pengalaman yang dimiliki.

Untuk membuat ide ini terasa dekat, Prof. Sapto memberikan analogi yang kuat: jika kita baru pertama kali datang ke Bandung dan ditanya apakah hari ini hujan, tanpa pengalaman kita cenderung memberi peluang “setengah-setengah”. Itu contoh prior, asumsi awal sebelum ada data pengalaman. Setelah beberapa hari tinggal di Bandung dan melihat pola cuaca, kita akan memperbaiki keyakinan itu. Itulah posterior.

Dalam konteks industri, prior bisa berasal dari pengalaman perusahaan, pengetahuan domain, atau pola historis. Likelihood berasal dari data yang baru muncul. Posterior adalah hasil “pengetahuan yang diperbarui” untuk mengambil keputusan. Karena hasilnya berupa distribusi, maka kita punya banyak kemungkinan solusi. Prof. Sapto menjelaskan bahwa jika kita tetap ingin nilai tunggal untuk keputusan praktis, kita bisa mengambil rata-rata (mean) dari distribusi posterior.

Ini penting untuk dunia kerja. Karena industri sering membutuhkan angka keputusan, tetapi angka keputusan yang bagus tidak lahir dari kepastian palsu—angka keputusan yang bagus lahir dari pemahaman ketidakpastian.

Dengan inversi statistik, ketidakpastian tidak disembunyikan. Ketidakpastian justru dijadikan bagian dari model.

Dan bagi bidang aktuaria, Prof. Sapto menekankan bahwa konsep ini sangat penting karena aktuaria berurusan langsung dengan risiko. Risiko itu sendiri adalah sesuatu yang tersembunyi. Kita hanya melihat data klaim, tetapi kita ingin merekonstruksi karakter risiko agar bisa menghitung premi dan menentukan besarnya klaim ketika risiko terjadi.

Di sinilah orasi ini terasa relevan: ia bukan membahas statistik sebagai teori, tetapi statistik sebagai cara berpikir menghadapi keputusan nyata.

 

Siap, lanjut. Ini Section 3–4 sesuai struktur yang tadi aku janjikan: proses Gaussian, tantangan data besar, lalu rangkaian studi kasus yang memperlihatkan bagaimana inversi statistik “turun ke lapangan”.

3. Proses Gaussian dan Tantangan Data Besar: Saat Masalahnya Bukan Lagi Rumus, tapi Komputasi

Begitu inversi statistik dipahami sebagai upaya mencari distribusi posterior (bukan satu jawaban tunggal), muncul pertanyaan berikutnya yang lebih praktis: bagaimana cara menghitungnya?

Di sinilah orasi Prof. Sapto Wahyu Indratno membawa kita ke salah satu alat yang paling sering dipakai dalam pemodelan fungsi: proses Gaussian.

Inti dari proses Gaussian adalah gagasan sederhana: daripada menebak nilai parameter satu per satu, kita memodelkan fungsi sebagai objek acak yang memiliki struktur. Jadi targetnya bukan angka-angka terpisah, tetapi bentuk fungsi yang konsisten.

Dalam banyak masalah invers, memang lebih logis memodelkan fungsi daripada memodelkan titik. Karena titik data yang kita miliki sering sedikit, sementara fenomena yang ingin kita pahami adalah kontinu.

Namun kekuatan proses Gaussian sekaligus membawa tantangan besar: komputasi.

Orasi Prof. Sapto menekankan bahwa pada proses Gaussian, pembentukan distribusi posterior biasanya membutuhkan inversi matriks kovarians, dan inversi matriks ini memiliki kompleksitas komputasi yang berat, terutama ketika data membesar.

Di sini masalahnya bukan lagi apakah kita “tahu teorinya”, tetapi apakah sistem bisa menghitungnya dalam waktu masuk akal.

Secara intuitif, semakin banyak data, semakin besar matriksnya, dan semakin mahal biaya komputasinya. Ini membuat inversi statistik berada di wilayah yang sangat relevan dengan tantangan modern: era big data tidak selalu membuat analisis lebih mudah, justru sering membuatnya lebih mahal untuk dihitung.

Karena itu, orasi ini menekankan perlunya reduksi komputasi. Strategi yang dipakai antara lain adalah pendekatan yang mereduksi ukuran matriks atau menggunakan teknik aproksimasi. Ini dilakukan agar model tetap bisa digunakan, bukan hanya benar di atas kertas.

Bagi mahasiswa, bagian ini memberi pelajaran penting: statistik modern tidak hanya menuntut kemampuan konsep, tetapi juga menuntut kemampuan komputasi. Banyak ide statistik yang bagus tidak akan dipakai jika tidak bisa dijalankan secara efisien.

Bagi pekerja industri, bagian ini menunjukkan satu realitas: model paling canggih bukan yang paling kompleks, tetapi yang bisa dipakai. Banyak perusahaan tidak butuh model yang sempurna secara teoretis. Mereka butuh model yang stabil, cukup akurat, dan bisa diproses cepat.

Di sinilah proses Gaussian memiliki nilai besar. Ia memberi cara untuk memodelkan fungsi dalam bentuk distribusi, tetapi tetap harus dipasangkan dengan strategi komputasi agar bisa digunakan pada data yang besar.

Secara praktis, bagian ini mempertegas pesan awal orasi: dalam masalah invers, kita tidak bisa berharap pada kepastian absolut. Kita harus bekerja dengan probabilitas. Tetapi untuk bekerja dengan probabilitas, kita harus punya mesin komputasi yang mampu menghitung.

 

4. Studi Kasus Penerapan Inversi Statistik: Dari Citra, Tulisan Tangan, Sawit, sampai Asuransi Siber

Yang membuat orasi Prof. Sapto Wahyu Indratno terasa kuat adalah ia tidak berhenti pada konsep posterior, prior, likelihood, dan proses Gaussian. Ia membawa konsep itu ke lapangan, ke beberapa domain yang terlihat berbeda, tetapi sebenarnya punya struktur masalah yang mirip: kita mengamati data output, lalu ingin merekonstruksi sesuatu yang tersembunyi.

4.1 Image processing: membangun kembali gambar dari data yang tidak lengkap

Dalam image processing, kita sering punya data pengamatan yang “rusak” atau tidak lengkap. Bisa karena noise, bisa karena sensor, atau bisa karena keterbatasan resolusi.

Masalahnya tetap sama: kita ingin menemukan citra yang sebenarnya berdasarkan data yang terlihat.

Ini adalah masalah invers yang jelas, karena citra asli adalah “F” yang tersembunyi, sementara data pengamatan adalah “Y” yang terlihat.

Dengan pendekatan statistik, kita tidak hanya menghasilkan satu gambar hasil rekonstruksi, tetapi bisa memahami tingkat ketidakpastian pada bagian-bagian tertentu dari citra tersebut. Ini penting dalam aplikasi yang sensitif seperti medical imaging atau quality inspection di industri.

4.2 Klasifikasi tulisan tangan: ketika data tampak sederhana, tetapi variasinya liar

Tulisan tangan terlihat seperti masalah yang mudah karena manusia bisa membaca dengan cepat. Tetapi dalam komputasi, tulisan tangan adalah masalah yang kompleks karena variasi bentuk antar individu sangat besar.

Orasi menyebut tulisan tangan sebagai salah satu contoh penerapan.
Dalam struktur inversi statistik, targetnya bukan hanya mengenali bentuk huruf, tetapi memahami pola fungsi yang menghasilkan bentuk itu dalam ruang fitur tertentu.

Pendekatan probabilistik menjadi penting karena tidak ada satu bentuk “A” yang universal. Ada banyak bentuk A, dan model harus bisa mengakomodasi variasi itu sebagai distribusi, bukan sebagai satu template tetap.

4.3 Deteksi serangan ulat pada tanaman sawit: ketika risiko ekonomi besar muncul dari gejala kecil

Salah satu contoh yang paling relevan untuk konteks Indonesia adalah serangan ulat pada tanaman sawit. Orasi Prof. Sapto menyinggung ini sebagai studi kasus penting.

Di industri sawit, serangan hama bukan sekadar persoalan biologis. Ia adalah persoalan ekonomi. Ketika serangan terlambat terdeteksi, produktivitas turun dan kerugian membesar.

Namun mendeteksi serangan di lapangan tidak selalu mudah. Yang terlihat mungkin hanya gejala kecil pada daun atau perubahan pola tertentu. Dari gejala itu, sistem perlu menyimpulkan apakah benar ada serangan, seberapa luas, dan seberapa parah.

Struktur masalahnya lagi-lagi invers: data gejala adalah output, sementara kondisi serangan adalah penyebab tersembunyi. Pendekatan statistik memberi cara untuk mengambil keputusan dalam kondisi ketidakpastian.

Dan nilai tambahnya adalah ini: jika keputusan bisa dibuat lebih cepat, maka intervensi bisa lebih cepat. Dalam industri, “lebih cepat” sering lebih penting daripada “lebih sempurna”, karena keterlambatan beberapa hari saja bisa mengubah skala kerusakan.

4.4 Tarif asuransi siber: ketika risiko bukan benda fisik, tetapi pola komunikasi jaringan

Bagian yang paling terasa modern dari orasi ini adalah penerapan inversi statistik pada asuransi siber.

Jika asuransi konvensional berbicara tentang kendaraan, kesehatan, atau kebakaran, maka asuransi siber berbicara tentang risiko yang bentuknya tidak bisa disentuh: serangan pada sistem jaringan, pencurian data, gangguan layanan.

Prof. Sapto menekankan bahwa dalam konteks ini, tarif premi bisa ditentukan dengan memodelkan struktur jaringan komunikasi.

Ini menarik karena risiko siber tidak bisa diukur dengan cara lama seperti “jumlah tahun pengalaman pengemudi” atau “lokasi rumah”. Risiko siber berhubungan dengan:

• bagaimana perangkat saling terhubung

• seberapa rapuh titik tertentu dalam jaringan

• bagaimana informasi mengalir

• bagaimana sistem merespons ketika ada serangan

Dengan inversi statistik, data serangan dan pola komunikasi bisa dipakai untuk merekonstruksi profil risiko, lalu profil risiko itulah yang menentukan tarif premi.

Di sinilah terlihat bahwa inversi statistik adalah bahasa yang fleksibel. Ia bisa dipakai pada citra, tulisan tangan, pertanian, dan finansial karena strukturnya sama: kita melihat akibat, lalu ingin menebak sebab.

 

5. Kenapa Inversi Statistik Relevan untuk Keputusan Industri: Ketidakpastian Bukan Gangguan, tapi Informasi

Salah satu kesalahan paling umum dalam pengambilan keputusan industri adalah menganggap ketidakpastian sebagai sesuatu yang harus “dihilangkan”. Seolah data yang bagus adalah data yang bebas noise, dan keputusan yang bagus adalah keputusan yang pasti.

Orasi Prof. Sapto Wahyu Indratno justru mengajak kita membalik cara berpikir itu. Dalam masalah invers, ketidakpastian bukan sekadar gangguan. Ketidakpastian adalah bagian dari realitas yang harus dihitung.

Karena dunia industri bukan laboratorium.

Di industri, data lapangan selalu:

• tidak lengkap

• terpengaruh noise

• punya bias pengukuran

• berubah seiring waktu

• terikat kondisi lingkungan

Jika kita memaksakan satu jawaban tunggal dari data yang tidak ideal, kita akan menciptakan kepastian palsu. Dan kepastian palsu sering lebih berbahaya daripada ketidakpastian yang diakui.

Prof. Sapto menjelaskan bahwa masalah invers bertujuan menemukan mekanisme F dari data Y. Tetapi masalahnya, dalam banyak kasus solusi bisa tidak unik, bahkan bisa tidak stabil terhadap perubahan kecil pada data.

Maka inversi statistik menawarkan cara yang lebih realistis: solusi dinyatakan sebagai distribusi posterior, bukan sebagai satu angka tunggal.

Ini bukan kelemahan. Ini justru kekuatan.

Karena keputusan yang baik bukan keputusan yang “pasti”, tetapi keputusan yang memahami risiko.

5.1 Prior, likelihood, posterior: format kerja yang cocok untuk dunia kerja

Orasi menekankan bahwa posterior dibentuk dari prior distribution dan likelihood.

Dalam bahasa industri, prior adalah pengetahuan atau pengalaman sebelumnya. Likelihood adalah data baru yang masuk. Posterior adalah pembaruan keyakinan setelah data baru dipertimbangkan.

Yang menarik, pola ini persis seperti proses pengambilan keputusan nyata:

• perusahaan punya pengalaman historis

• perusahaan melihat data terbaru

• perusahaan memperbarui strategi

Kalau proses ini dilakukan tanpa statistik, ia sering berubah menjadi intuisi yang tidak terukur. Inversi statistik membuatnya menjadi prosedur yang bisa dihitung.

5.2 Mengubah pertanyaan “apa penyebabnya?” menjadi “apa penyebabnya dengan tingkat keyakinan berapa?”

Dalam dunia kerja, pertanyaan penyebab sering diminta dalam bentuk tunggal:

• “mesinnya rusak apa tidak?”

• “produk ini aman atau tidak?”

• “risikonya tinggi atau rendah?”

Padahal jawaban nyata sering tidak bisa biner.

Inversi statistik memberikan jawaban yang lebih jujur: ada beberapa kemungkinan penyebab, dan setiap kemungkinan punya probabilitas.

Jika manajemen butuh angka tunggal, Prof. Sapto menyebut bahwa kita dapat mengambil mean dari distribusi posterior.

Tetapi nilai tambahnya bukan pada mean saja. Nilai tambahnya ada pada sebaran posterior itu sendiri, karena sebaran menunjukkan:

• seberapa yakin model terhadap estimasi

• seberapa besar risiko kesalahan

• seberapa sensitif keputusan terhadap perubahan data

Di industri, informasi semacam ini sangat mahal nilainya.

Karena tidak semua keputusan harus diambil dengan tingkat kehati-hatian yang sama. Keputusan dengan risiko tinggi butuh kepastian lebih tinggi. Keputusan operasional cepat bisa diambil dengan ketidakpastian lebih besar, asalkan dampaknya kecil.

Inversi statistik membantu memberi struktur pada pembagian jenis keputusan itu.

5.3 Relevansi untuk aktuaria dan risiko: karena risiko selalu sesuatu yang tersembunyi

Prof. Sapto menegaskan relevansi inversi statistik untuk aktuaria: aktuaria berhadapan dengan risiko yang tidak tampak, dan harus mengukur risiko dari data klaim.

Ini sangat masuk akal. Dalam asuransi, kita tidak melihat risiko “secara langsung”. Yang terlihat hanya kejadian: klaim, kerugian, frekuensi, dan dampak. Dari data itu, perusahaan ingin menebak struktur risiko agar bisa:

• menentukan premi

• menjaga stabilitas keuangan

• menghindari underpricing atau overpricing

• memprediksi klaim masa depan

Sistem seperti ini secara alami adalah masalah invers.

Dan ketika risikonya berkembang ke risiko siber yang berbasis jaringan komunikasi, kebutuhan inversi statistik semakin jelas. Karena kita tidak mungkin mengukur “kerentanan” jaringan hanya dari satu parameter. Kita harus mengolah pola, struktur, dan hubungan.

5.4 Tantangan sebenarnya: komputasi, bukan sekadar teori

Orasi ini juga menegaskan bahwa proses Gaussian dan metode statistik lanjut membutuhkan komputasi berat seperti inversi matriks kovarians.

Artinya, tantangan penerapan inversi statistik di industri sering bukan pada “apakah teorinya bagus”, tetapi pada “apakah bisa dihitung cepat dan stabil”.

Itulah mengapa reduksi komputasi menjadi bagian penting dari implementasi.

Jika konsep tidak bisa dijalankan di dunia nyata, maka konsep itu akan berhenti sebagai materi seminar.

 

6. Kesimpulan: Industri Tidak Bisa Menunggu Data Sempurna, Jadi Kita Harus Belajar Membaca Penyebab dari Gejala

Orasi Prof. Sapto Wahyu Indratno menempatkan inversi statistik sebagai cara berpikir yang sangat relevan untuk dunia nyata. Banyak keputusan industri dibuat bukan dari informasi lengkap, tetapi dari data yang tampak di permukaan, sementara mekanisme penyebabnya tersembunyi. Dalam bahasa orasi, kita sering hanya punya data Y dan ingin menemukan fungsi atau mekanisme F yang menghasilkan data tersebut.

Masalah invers seperti ini sering tidak stabil, tidak unik, atau bahkan tidak memiliki solusi yang jelas. Karena itu, inversi statistik menawarkan pendekatan yang lebih realistis: kita tidak lagi mencari satu jawaban tunggal, tetapi mencari distribusi posterior yang merepresentasikan banyak kemungkinan solusi sekaligus. Posterior dibangun dari prior distribution dan likelihood, sehingga pengetahuan awal diperbarui oleh data lapangan secara sistematis.

Pendekatan ini sangat relevan untuk industri karena memungkinkan pengambilan keputusan berbasis ketidakpastian yang terukur, bukan kepastian palsu. Ketika diperlukan angka tunggal untuk kebijakan, mean dari posterior dapat digunakan, tetapi sebaran posterior tetap memberi nilai karena menunjukkan tingkat keyakinan dan risiko kesalahan.

Orasi ini juga menunjukkan bahwa penerapan inversi statistik dapat menjangkau berbagai domain, dari image processing dan klasifikasi tulisan tangan hingga deteksi serangan ulat pada tanaman sawit dan perhitungan tarif asuransi siber berbasis struktur jaringan komunikasi. Semua contoh ini memiliki pola yang sama: kita melihat akibat, lalu berusaha merekonstruksi penyebab.

Di sisi lain, orasi ini mengingatkan bahwa tantangan besar penerapan metode statistik modern adalah komputasi, terutama ketika melibatkan proses Gaussian dan inversi matriks pada data besar. Karena itu, strategi reduksi komputasi menjadi bagian penting agar model tidak berhenti sebagai teori.

Bagi mahasiswa, orasi ini menegaskan bahwa statistik bukan hanya tentang rumus, tetapi tentang cara memahami dunia ketika jawabannya tidak tunggal. Bagi pekerja industri, orasi ini memberi pesan strategis: perusahaan tidak bisa menunggu data sempurna untuk mengambil keputusan, jadi kemampuan membaca penyebab dari gejala adalah kompetensi yang menentukan.

Pada akhirnya, inversi statistik bukan sekadar cabang statistik. Ia adalah alat untuk menjembatani teori dan praktik, terutama ketika dunia nyata selalu datang dengan ketidakpastian.

 

 

Daftar Pustaka

Institut Teknologi Bandung. Orasi Ilmiah Guru Besar ITB Prof. Sapto Wahyu Indratno: Inversi Statistik dan Aplikasinya. 2024.

Tarantola, A. Inverse Problem Theory and Methods for Model Parameter Estimation. SIAM.

Stuart, A. M. Inverse Problems: A Bayesian Perspective. Acta Numerica. 2010.

Rasmussen, C. E., & Williams, C. K. I. Gaussian Processes for Machine Learning. MIT Press.

Gelman, A., et al. Bayesian Data Analysis. Chapman and Hall/CRC.

1. Pendahuluan

Di dunia farmasi, kesalahan kecil bukan sekadar “kekeliruan teknis”. Ia bisa berubah menjadi keputusan terapi yang salah. Dan ketika keputusan terapi salah, dampaknya bisa lebih luas dari sekadar satu pasien—ia bisa merusak kepercayaan publik terhadap obat itu sendiri.

Orasi ilmiah Prof. Sophi Damayanti dibangun dari perspektif yang sangat praktis: mutu obat bukan hanya urusan produksi, tetapi urusan analisis yang memastikan apa yang tertulis pada kemasan benar-benar sesuai dengan isi obat.

Prof. Sophi membawa pembaca masuk lewat prinsip klasik yang ternyata sangat relevan hingga hari ini: tidak ada aktivitas tanpa keterikatan. Prinsip ini biasa digunakan untuk menjelaskan bagaimana obat bekerja, karena obat harus berinteraksi dengan target di dalam tubuh agar bisa menimbulkan efek terapeutik.

Tetapi Prof. Sophi memperluasnya secara elegan: prinsip “keterikatan” ini juga berlaku dalam proses penjaminan dan pengawasan mutu obat. Tanpa keterikatan yang tepat antara molekul target dan sistem analisis, hasil pengukuran bisa bias, bahkan bisa salah.

Dan di titik itu, analisis farmasi menjadi garis pertahanan penting.

Prof. Sophi menjelaskan bahwa analisis farmasi membahas dua hal utama:

1. analisis kualitatif: memastikan obat apa yang terkandung di dalam sampel

2. analisis kuantitatif: memastikan berapa kadarnya (misalnya 600 mg)

Kelihatannya sederhana, tapi dalam praktiknya tidak.

Masalahnya adalah sampel farmasi jarang “bersih”. Tablet mengandung banyak eksipien. Sirup punya pelarut, perisa, dan bahan tambahan. Bahkan matriks biologi seperti darah jauh lebih kompleks lagi karena komponen di dalamnya sangat banyak dan bisa mengganggu pengukuran.

Di sinilah muncul ancaman yang sering tidak disadari di luar laboratorium: matriks dapat menyebabkan kesalahan analisis. Dan jika kesalahan analisis terjadi, hasilnya bisa dua ekstrem yang sama-sama berbahaya:

• negatif palsu: senyawa target ada, tetapi tidak terdeteksi

• positif palsu: sistem membaca seolah target ada, padahal tidak

Prof. Sophi bahkan menyampaikan analogi yang tajam: obat palsu lebih berbahaya daripada status palsu. Kalimat ini sebenarnya menegaskan satu hal: mutu obat adalah urusan hidup, bukan urusan administratif.

Karena itu, orasi ini menempatkan metode pemisahan sebagai kunci untuk menghindari kesalahan analisis. Dan inovasi yang ditawarkan Prof. Sophi berpusat pada satu ide besar: selektivitas. Selektivitas inilah yang kemudian dijawab lewat teknologi polimer tercetak molekul atau Molecularly Imprinted Polymer (MIP).

 

2. MIP dan Selektivitas: Membuat “Rongga Cetakan” yang Hanya Mau Menangkap Target yang Benar

Bagian paling kuat dari orasi Prof. Sophi Damayanti adalah ketika ia menjelaskan MIP dengan cara yang terasa mudah dibayangkan.

MIP adalah polimer yang dibuat seperti memiliki “cetakan molekul”. Artinya, polimer ini disintesis agar punya rongga atau situs ikatan yang bentuk dan karakteristiknya sesuai dengan molekul target. Ketika sampel kompleks masuk, MIP akan cenderung menangkap target yang sesuai, dan mengabaikan molekul lain yang mirip tapi tidak tepat.

Secara konsep, proses pembuatannya dimulai dari komponen utama:

• molekul cetakan (template), yaitu obat yang akan dianalisis

• monomer fungsional

• pengikat silang (crosslinker)

• pelarut (porogen)

Prof. Sophi menjelaskan logika prosesnya dengan urutan yang jelas:

1. template (obat target) dicampurkan dengan monomer fungsional dan crosslinker

2. proses polimerisasi membentuk struktur polimer dengan “cetakan” yang mengikuti template

3. template dilepaskan sehingga terbentuk rongga yang sesuai

4. ketika digunakan untuk analisis, molekul target akan “terperangkap” pada rongga tersebut

Dalam orasi, analoginya terasa dekat dengan kehidupan sehari-hari: seperti cetakan kue. Kalau kita punya cetakan bandros berbentuk tertentu, maka adonan yang masuk akan cenderung mengikuti bentuk itu dan tidak akan berubah menjadi bentuk lain.

Analogi ini penting karena memperjelas esensi MIP: sistem ini bekerja karena bentuk dan interaksi kimia yang spesifik, bukan karena kebetulan.

Di level analisis, MIP menjadi alat untuk meningkatkan selektivitas pemisahan. Ini berarti dua keuntungan besar:

1. mengurangi gangguan matriks

2. menurunkan risiko hasil pengukuran yang menyesatkan

Namun Prof. Sophi juga menekankan bahwa inovasi MIP tidak hanya soal sintesis polimer. Proses memilih monomer fungsional terbaik juga menjadi pekerjaan besar, karena jika monomernya salah, rongga yang terbentuk tidak optimal dan selektivitas turun.

Di sinilah komputasi masuk.

Prof. Sophi menjelaskan bahwa penggunaan in silico (komputasi/AI) dilakukan untuk screening dan penapisan, agar jumlah eksperimen laboratorium bisa dikurangi, walaupun komputasi tidak menggantikan eksperimen basah.

Gagasan ini sangat penting dalam riset modern. Karena biaya dan waktu penelitian bisa ditekan jika kita tidak mencoba semua opsi secara manual. Komputasi membantu memilih kandidat terbaik dulu, baru diuji di lab.

Orasi juga menyebut bahwa pengakuan terhadap komputasi semakin kuat secara global, salah satunya ditunjukkan lewat Nobel Kimia untuk komputasi pada 2013 dan Nobel 2024 terkait desain komputasi serta prediksi struktur protein.

Bagi pembaca mahasiswa dan pekerja, ini memberi pesan yang jelas: analisis farmasi modern bukan lagi hanya urusan alat, tetapi urusan strategi berbasis data, selektivitas, dan efisiensi.

 

3. Studi Kasus MIP pada Sampel Kompleks: Dari Plasma Darah sampai Analisis Simultan yang Lebih Realistis

Kalau MIP hanya dibahas sebagai konsep “polimer yang punya rongga cetakan”, orang bisa menganggapnya sekadar ide menarik. Tetapi orasi Prof. Sophi Damayanti justru menunjukkan bahwa kekuatan MIP ada pada konteks paling sulit: sampel nyata yang kompleks, terutama matriks biologis seperti plasma darah.

Plasma darah bukan medium yang sederhana. Ia mengandung protein, lipid, metabolit, dan berbagai molekul kecil lain yang bisa “mengganggu” proses analisis. Dalam kondisi seperti ini, metode analisis yang tidak selektif akan mudah menghasilkan data menyesatkan.

Orasi ini menekankan bahwa matriks bisa menyebabkan negatif palsu atau positif palsu. Maka, kebutuhan akan selektivitas bukan lagi opsional, tetapi kebutuhan dasar agar hasil analisis layak dipakai.

Di sinilah MIP menjadi solusi karena mampu bekerja seperti “penjaga pintu” yang menahan target dan menolak pengganggu.

Prof. Sophi memaparkan beberapa studi kasus yang memperlihatkan bagaimana MIP digunakan untuk kebutuhan yang berbeda-beda:

3.1 Sofosbuvir: MIP untuk memperkuat akurasi analisis obat di matriks biologis

Sofosbuvir adalah salah satu obat antivirus yang relevan untuk terapi hepatitis C. Dalam konteks analisis farmasi, sofosbuvir perlu dideteksi dengan akurat karena berhubungan dengan dosis, kepatuhan terapi, dan kualitas obat.

Ketika sampel berada dalam matriks plasma darah, tantangannya bertambah. Karena itu, orasi menunjukkan bagaimana MIP digunakan sebagai bagian dari tahap pemisahan agar analisis menjadi lebih selektif.

Di sini pesan pentingnya adalah: MIP bukan menggantikan instrumen analitik utama, tetapi menguatkan tahap pemisahan sehingga instrumen tidak “dibanjiri gangguan”.

3.2 Triazol analisis simultan: ketika dunia nyata menuntut efisiensi, bukan satu target per satu eksperimen

Dalam praktik analisis mutu dan monitoring, sering kali kita tidak hanya perlu mendeteksi satu senyawa. Kita perlu analisis simultan.

Orasi Prof. Sophi menyinggung penggunaan MIP untuk analisis simultan pada kelompok triazol.
Analisis simultan ini penting karena laboratorium tidak selalu punya kemewahan waktu dan biaya untuk melakukan pengujian terpisah untuk tiap senyawa.

Kalau dibaca secara analitis, ini menunjukkan arah masa depan analisis farmasi:

• bukan hanya akurat

• tetapi juga cepat

• dan mampu menangani multi-target dalam satu sistem uji

MIP dalam konteks ini menjadi alat selektivitas yang membantu menyaring target dari matriks, sehingga analisis multi-senyawa tetap stabil.

3.3 Enoksaparin: ketika target bukan molekul kecil sederhana, tapi struktur yang lebih kompleks

Orasi juga menyebut enoksaparin sebagai salah satu contoh yang relevan.
Enoksaparin bukan molekul kecil sederhana, tetapi obat dengan karakteristik struktur yang lebih kompleks.

Di titik ini, MIP diuji secara konseptual: apakah rongga cetakan bisa tetap selektif pada target yang tidak sesederhana “molekul kecil ideal”?

Studi seperti ini memperlihatkan bahwa inovasi MIP bukan hanya bermain di satu jenis obat, tetapi bisa diperluas sesuai kebutuhan.

Dan semua studi ini mengarah ke satu kesimpulan kecil yang terasa penting: MIP adalah strategi desain selektivitas, bukan sekadar bahan.

Karena yang dicari bukan “polimer yang unik”, tetapi pemisahan yang tidak salah baca.

 

4. Dari Docking sampai Zebrafish: Ketika Penemuan Obat Menjadi Kombinasi Komputasi dan Uji Biologis

Bagian yang membuat orasi Prof. Sophi Damayanti terasa modern adalah cara ia menyatukan dua dunia yang sering dipisahkan dalam pendidikan: dunia komputasi dan dunia biologi eksperimental.

Selama ini, banyak mahasiswa melihat komputasi sebagai “alat bantu”, sementara eksperimen sebagai “kebenaran utama”. Orasi ini tidak menempatkan keduanya secara hierarkis, tetapi menempatkan keduanya sebagai pasangan kerja.

Prof. Sophi menekankan bahwa penggunaan in silico dilakukan untuk screening dan penapisan sehingga eksperimen laboratorium bisa berkurang, tetapi tidak menggantikan eksperimen basah.

Logikanya sangat relevan dalam riset obat modern:

• opsi kandidat terlalu banyak untuk diuji semuanya

• biaya dan waktu eksperimen terlalu mahal

• maka komputasi dipakai untuk menyaring kandidat terbaik

• setelah itu, kandidat paling menjanjikan diuji secara biologis

Orasi juga menegaskan bahwa validasi global terhadap komputasi semakin kuat, salah satunya lewat penghargaan Nobel yang berkaitan dengan komputasi (2013) dan pendekatan desain komputasi serta prediksi struktur protein (2024).

Bagi pembaca, ini bukan sekadar trivia Nobel. Ini sinyal bahwa metode komputasi bukan lagi “metode tambahan”, tetapi menjadi tulang punggung banyak pengembangan obat modern.

4.1 Docking dan seleksi kandidat: mengurangi eksperimen yang tidak perlu

Dalam konteks MIP, komputasi membantu memilih monomer fungsional yang paling cocok untuk template tertentu. Tetapi di konteks pengembangan obat, komputasi bergerak lebih jauh: ia membantu memperkirakan interaksi kandidat senyawa dengan target biologis.

Docking, misalnya, dipakai untuk memprediksi apakah senyawa punya kemungkinan berikatan dengan target tertentu dan seberapa stabil ikatannya. Artinya, sebelum senyawa diuji di organisme hidup, kita sudah punya petunjuk awal tentang potensinya.

Ini membuat proses riset menjadi lebih hemat dan lebih logis. Bukan karena peneliti ingin “mengurangi kerja lab”, tetapi karena peneliti ingin mengurangi percobaan yang peluang gagal sejak awal.

4.2 Uji biologis: membuktikan bahwa interaksi komputasi punya efek nyata

Komputasi memberi prediksi. Tetapi obat tidak bekerja di ruang hampa. Obat bekerja dalam sistem biologis yang rumit.

Karena itu orasi ini menekankan perlunya uji biologis. Salah satu pendekatan yang dipaparkan adalah penggunaan model zebrafish.

Pemilihan zebrafish memiliki nilai strategis dalam riset biomedis karena ia memungkinkan pengamatan efek biologis secara lebih terstruktur dan relatif efisien dibanding uji pada mamalia dalam tahap tertentu.

Bagian ini memberi pesan bahwa dalam penemuan obat, “efek” lebih penting daripada “struktur”. Senyawa yang tampak bagus di docking bisa saja gagal karena toksisitas, bioavailabilitas rendah, atau efek samping yang tidak terduga.

Maka, pola kerja komputasi + uji biologis bukan sekadar tren, tetapi kebutuhan metodologi.

4.3 Antivirus hepatitis C: contoh bagaimana riset obat bergerak lintas metode

Orasi Prof. Sophi juga mengaitkan ini dengan riset pengembangan senyawa antivirus yang relevan dengan hepatitis C, sejalan dengan contoh sofosbuvir yang disebut pada bagian studi kasus.

Jika dibaca secara utuh, orasi ini sebenarnya sedang menunjukkan “pola baru” inovasi farmasi:

• masalahnya nyata: mutu obat harus benar dan terukur

• analisis butuh selektivitas: MIP membantu pemisahan target

• pengembangan metode butuh efisiensi: komputasi membantu menyaring opsi

• validasi tetap wajib: uji biologis membuktikan efek nyata

Bagi mahasiswa, ini menggambarkan bahwa farmasi masa depan bukan hanya formulasi obat, tetapi juga sistem yang memastikan obat itu terukur, selektif, dan dapat diprediksi secara lebih cepat.

Bagi pekerja, khususnya di industri farmasi dan laboratorium QC, orasi ini menunjukkan bahwa analisis mutu tidak bisa hanya bergantung pada SOP lama. Kompleksitas matriks dan risiko kesalahan analisis menuntut pendekatan pemisahan yang lebih selektif dan strategi pengembangan metode yang lebih cerdas.

 

5. Dampak Praktis MIP bagi Industri Farmasi: Mengurangi Risiko Salah Ukur, Menghemat Waktu, dan Menjaga Kepercayaan pada Obat

Kalau bagian sebelumnya menunjukkan bahwa MIP dapat dipakai pada sampel kompleks seperti plasma darah, maka implikasi besarnya adalah ini: MIP bukan sekadar inovasi akademik, tetapi punya peran nyata dalam kerja harian industri farmasi, terutama di quality control (QC) dan pengawasan mutu.

Di luar laboratorium, mutu obat punya satu tuntutan yang tidak bisa ditawar: konsistensi.

Obat yang sama harus menghasilkan kandungan yang sama, stabilitas yang sama, dan profil kualitas yang sama, tidak peduli diproduksi batch pagi atau batch malam. Dan ketika mutu tidak konsisten, dampaknya tidak berhenti pada angka, tetapi bisa menyentuh aspek terapi dan keselamatan pasien.

Orasi Prof. Sophi Damayanti menegaskan bahwa analisis farmasi terdiri dari analisis kualitatif dan kuantitatif. Ini berarti QC tidak hanya memeriksa “ada atau tidak ada”, tetapi juga memeriksa “berapa jumlahnya”.

Masalahnya, analisis tidak dilakukan pada sampel ideal, tetapi pada sampel yang penuh “gangguan”. Tablet punya eksipien. Sediaan cair punya banyak bahan tambahan. Sampel biologis seperti darah punya matriks yang lebih kompleks lagi.

Di titik ini, risiko salah ukur menjadi sangat relevan. Orasi ini menekankan konsekuensi matriks yang dapat menyebabkan negatif palsu atau positif palsu.

Jika dikaitkan dengan dunia QC, kesalahan ini bisa punya dua dampak yang sama-sama berbahaya:

• obat sebenarnya memenuhi standar, tetapi dianggap gagal → terjadi pemborosan batch, rugi ekonomi, dan gangguan distribusi

• obat sebenarnya tidak memenuhi standar, tetapi lolos QC → risiko terapi salah, risiko efek samping, bahkan krisis kepercayaan publik

MIP hadir untuk mengurangi risiko ini lewat selektivitas.

5.1 MIP sebagai “pemisah yang cerdas”: selektivitas mengurangi gangguan matriks

MIP bekerja dengan konsep rongga cetakan yang meniru template target, sehingga lebih selektif terhadap senyawa yang ingin ditangkap.

Dalam bahasa QC, ini berarti tahap pemisahan menjadi lebih tajam: target lebih mudah diperkaya, sementara pengganggu lebih mudah dieliminasi.

Di sinilah MIP memberikan nilai tambah pada sistem analisis, karena ia meningkatkan reliabilitas tanpa harus selalu menambah kompleksitas instrumen.

MIP tidak selalu menggantikan metode analitik utama seperti kromatografi atau spektroskopi. Tetapi ia menguatkan tahap pemisahan yang menentukan kualitas data.

5.2 Efisiensi biaya dan waktu: komputasi sebagai strategi riset yang lebih rasional

Orasi Prof. Sophi juga menekankan peran komputasi untuk screening dan penapisan agar eksperimen laboratorium dapat dikurangi, meskipun tidak menggantikan eksperimen basah.

Dalam pengembangan metode analisis dan pengembangan MIP, komputasi memberi keuntungan yang jelas:

• mengurangi trial and error yang terlalu banyak

• menurunkan biaya bahan kimia dan waktu kerja

• membuat eksperimen lebih terarah

Bagi industri, ini berarti inovasi tidak harus “mahal dan lama” untuk menjadi layak. Komputasi membantu mempercepat tahap awal, sehingga pengembangan metode bisa lebih cepat masuk ke fase validasi.

5.3 Menjaga integritas sistem kesehatan: mutu obat adalah fondasi kepercayaan

Salah satu kalimat paling kuat dalam orasi ini adalah peringatan bahwa obat palsu lebih berbahaya daripada status palsu.

Maknanya luas. Mutu obat bukan hanya urusan pabrik. Ia urusan sistem kesehatan.

Ketika mutu obat tidak bisa dipercaya, pasien cenderung kehilangan kepercayaan pada terapi. Tenaga kesehatan kehilangan pegangan. Dan masyarakat bisa terjebak dalam pola konsumsi yang berbahaya, seperti berpindah ke “alternatif” tanpa bukti.

Di titik ini, MIP bukan hanya alat selektivitas, tetapi bagian dari sistem penjaga kepercayaan publik.

 

6. Kesimpulan: MIP Mengubah Analisis Mutu Obat dari Sekadar Pengukuran Menjadi Pengendalian Selektivitas

Orasi ilmiah Prof. Sophi Damayanti menunjukkan bahwa tantangan terbesar dalam analisis mutu obat bukan hanya memilih instrumen yang tepat, tetapi memastikan hasil analisis tidak tertipu oleh kompleksitas sampel.

Analisis farmasi mencakup identifikasi kandungan obat secara kualitatif dan penentuan kadarnya secara kuantitatif. Namun sampel farmasi dan biologis umumnya memiliki matriks yang kompleks sehingga dapat menimbulkan kesalahan analisis berupa negatif palsu maupun positif palsu.

Dalam konteks inilah Molecularly Imprinted Polymer (MIP) menjadi strategi penting karena memberikan selektivitas. MIP disintesis menggunakan template target, monomer fungsional, crosslinker, dan porogen, sehingga terbentuk rongga cetakan yang dapat menangkap molekul target secara spesifik. Pendekatan ini meningkatkan pemisahan dan mengurangi gangguan matriks, sehingga hasil analisis lebih reliabel.

Orasi ini juga memperlihatkan bahwa selektivitas bukan hanya persoalan sintesis, tetapi juga persoalan desain yang makin terbantu oleh komputasi. In silico digunakan untuk screening dan penapisan sehingga eksperimen laboratorium dapat dikurangi tanpa menghilangkan kebutuhan validasi basah. Pengakuan global terhadap pendekatan komputasi juga menunjukkan bahwa strategi prediktif semakin relevan dalam riset obat modern.

Berbagai contoh aplikasi MIP pada sampel kompleks memperlihatkan bahwa teknologi ini dapat digunakan untuk kebutuhan nyata, dari analisis obat pada plasma darah hingga pendekatan analisis simultan. Di sisi lain, integrasi komputasi dan uji biologis memperlihatkan pola baru riset farmasi: prediksi yang terarah, lalu pembuktian biologis yang kuat.

Bagi mahasiswa, orasi ini menegaskan bahwa farmasi modern tidak hanya tentang membuat obat, tetapi tentang menjaga mutu dan kebenaran pengukuran. Bagi pekerja industri farmasi dan laboratorium QC, orasi ini menunjukkan bahwa peningkatan mutu analisis tidak selalu harus berarti membeli alat yang lebih mahal, tetapi bisa dilakukan dengan meningkatkan selektivitas pemisahan dan strategi desain metode.

Pada akhirnya, MIP mengubah analisis mutu obat dari sekadar “mengukur kadar” menjadi upaya sistematis untuk memastikan keterikatan yang benar antara target dan alat analisis, sehingga keputusan yang diambil benar-benar berdasar pada data yang dapat dipercaya.

 

 

Daftar Pustaka

Institut Teknologi Bandung. Orasi Ilmiah Guru Besar ITB Prof. Sophi Damayanti: Polimer Tercetak Molekul dan Inovasi Analisis Mutu Obat. 2024.

Sellergren, B. Molecularly Imprinted Polymers: Man-Made Mimics of Antibodies and Their Applications in Analytical Chemistry. Elsevier.

Wulff, G. Molecular Imprinting in Cross-Linked Materials with the Aid of Molecular Templates. Angewandte Chemie International Edition.

International Council for Harmonisation (ICH). Q2(R2): Validation of Analytical Procedures. (diakses 2026).

National Institute for Pharmaceutical Technology and Education (NIPTE). Advances in Pharmaceutical Analysis and Quality Control. (diakses 2026).

1. Pendahuluan

Di dunia modern, hampir tidak ada benda yang benar-benar lepas dari logam. Kita hidup berdampingan dengan baja dalam bentuk yang paling kasat mata: jembatan, kendaraan, gedung, rel kereta, alat makan, hingga mesin industri. Logam seperti menjadi tulang punggung peradaban—namun di balik itu ada satu fakta yang selama ini jarang dipikirkan konsumen: memproduksi logam itu mahal secara energi, dan sangat berat secara emisi.

Orasi ilmiah Prof. Zulfiadi Zulhan mengangkat isu ini secara langsung, tanpa banyak basa-basi. Industri logam bukan hanya industri penting, tetapi salah satu kontributor emisi besar. Dan ketika dunia mulai bergerak menuju target iklim, industri besi dan baja tidak lagi bisa berjalan dengan pola lama.

Prof. Zulfiadi menyebut bahwa kontribusi emisi CO2 dari industri logam berada di kisaran 8%. Ini angka yang terlihat “tidak dominan” jika dibandingkan dengan sektor energi atau transportasi, tetapi dalam konteks transisi hijau, 8% adalah angka yang terlalu besar untuk diabaikan.

Masalahnya bukan hanya pada besarnya emisi, tetapi pada tren global. Prof. Zulfiadi menyinggung arah kebijakan Eropa yang menuju larangan operasi blast furnace di masa depan, dengan target yang berbeda-beda antar wilayah dan timeline, namun intinya sama: proses yang sangat intensif karbon akan dipersempit ruang hidupnya.

Dalam situasi ini, pertanyaan strategisnya bukan lagi “apakah Indonesia perlu berubah?”, melainkan “seberapa cepat Indonesia bisa mengejar perubahan itu tanpa kehilangan daya saing industri?”

Prof. Zulfiadi membawa audiens masuk lewat narasi yang menarik: logam di bumi, dalam sejarah panjangnya, mengalami fase “berkarat”. Bijih logam yang kita proses hari ini bisa dipahami sebagai logam oksida, hasil reaksi logam dengan oksigen dan air dalam proses geologis yang panjang. Tugas metalurgi modern adalah membalik proses itu: mengubah “tanah” kembali menjadi logam.

Selama puluhan hingga ratusan tahun, cara manusia melakukannya bertumpu pada karbon sebagai reduktor. Dulu arang kayu, lalu bergeser ke kokas dari batu bara karena tuntutan Revolusi Industri yang membutuhkan baja dalam jumlah masif.

Peralihan itu efektif untuk produksi, tetapi meninggalkan jejak besar: emisi karbon.

Orasi ini menempatkan hidrogen sebagai kunci alternatif. Bukan hanya sebagai energi, tetapi sebagai reduktor yang tidak menghasilkan CO2, karena produk reaksinya adalah air.

Dan karena itulah reaktor plasma hidrogen muncul sebagai gagasan besar: menggabungkan kemampuan hidrogen sebagai reduktor dengan energi plasma untuk menghasilkan kondisi ekstrem yang memungkinkan reduksi berlangsung cepat dan bersih.

Orasi Prof. Zulfiadi menutup pesan pembuka ini dengan arah yang terdengar seperti agenda masa depan metalurgi: greener, cleaner, faster, smarter.

Bagi mahasiswa dan pekerja industri, kalimat ini bukan slogan. Ia adalah tekanan global yang nyata: kalau proses metalurgi tidak menjadi lebih hijau, lebih bersih, lebih cepat, dan lebih cerdas, industri akan tertinggal.

 

2. Dari Kokas ke Hidrogen: Mengapa Jalur Reduksi Logam Harus Berubah Sekarang, Bukan Nanti

Untuk memahami mengapa plasma hidrogen menjadi penting, kita perlu kembali ke akar masalahnya: bahan reduktor.

Dalam proses produksi logam, khususnya besi dan baja, reduksi adalah tahap fundamental. Kita punya oksida logam, lalu harus mengambil oksigennya agar menjadi logam murni. Sejak lama, manusia menggunakan karbon sebagai alat untuk “mengambil oksigen” itu.

Prof. Zulfiadi menjelaskan bagaimana dulu manusia memakai arang kayu sebagai reduktor. Tetapi ketika Revolusi Industri mempercepat kebutuhan logam, arang kayu tidak cukup. Kokas dari batu bara menggantikannya, dan dari sinilah proses industri besi baja modern semakin bergantung pada karbon fosil.

Di titik ini, masalahnya bukan sekadar “karbon menghasilkan CO2”. Masalahnya adalah proses tersebut menjadi struktur industri yang sangat besar dan sulit digeser.

Tetapi orasi ini menunjukkan bahwa perubahan bukan lagi pilihan ideologis, melainkan kebutuhan eksistensial.

Prof. Zulfiadi menyebut bahwa pada Juli 2024, kenaikan temperatur muka bumi sudah mencapai 1,58°C, sementara pemimpin dunia sepakat untuk menjaga agar pemanasan global tidak melewati 1,5°C pada abad ke-21.

Ini memberi konteks yang keras: target itu sudah terlewati. Dan jika tidak ada perubahan serius, kenaikan akan terus berjalan.

Di sinilah hidrogen menjadi pembeda, karena hidrogen bukan karbon. Ia tidak membawa masalah CO2 dalam reaksi reduksi.

Orasi ini juga menyentuh perdebatan yang menarik soal karbon netral. Misalnya, manusia dianggap karbon netral karena tidak “membakar batu bara”, melainkan mengolah karbon dari sumber biomassa. Sedangkan karbon fosil meninggalkan jejak karena siklusnya tidak secepat kemampuan alam untuk menyerap kembali CO2.

Karena itu, industri besi baja yang bertumpu pada kokas berada dalam posisi yang semakin terdesak.

Eropa, dalam orasi ini, disebut sedang mendorong agenda green steel, termasuk pengembangan teknologi hydrogen plasma smelting reduction and refining (HPSR). Prof. Zulfiadi menyebut level kesiapan teknologinya masih berada pada tahap menengah (TRL sekitar 5) dan diproyeksikan meningkat menuju aplikasi industri pada dekade-dekade mendatang, dengan syarat hidrogen yang digunakan adalah green hydrogen, dan energi listriknya berasal dari sumber terbarukan.

Kalau dibaca secara strategis, kalimat ini berarti dua hal:

1. teknologinya belum “siap pakai massal”, tetapi sudah cukup matang untuk masuk fase pilot dan pengembangan serius

2. keberhasilannya bukan hanya tergantung reaktornya, tapi juga pada ekosistem energi terbarukan dan produksi hidrogen hijau

Di sinilah Indonesia punya tantangan sekaligus peluang. Tantangan karena transisi energi tidak murah. Peluang karena Indonesia punya potensi EBT besar, dan juga punya sumber bijih logam yang melimpah.

Orasi Prof. Zulfiadi lalu mengarah ke gagasan yang lebih spesifik: bagaimana plasma hidrogen bisa menghasilkan kondisi reduksi yang ekstrem, sehingga perubahan bijih logam menjadi logam bisa berlangsung jauh lebih cepat daripada proses konvensional.

 

3. Reaktor Plasma Hidrogen: Mengapa “Tanah Jadi Logam” Bisa Terjadi dalam 60 Detik sampai 2 Menit

Kalau proses metalurgi konvensional sering terasa seperti industri yang berat, lambat, dan penuh kompromi emisi, Prof. Zulfiadi Zulhan memperlihatkan bahwa plasma hidrogen menawarkan arah yang sangat berbeda: proses reduksi yang ekstrem cepat dan berpotensi jauh lebih bersih.

Intinya bukan sekadar “mengganti bahan bakar”. Intinya adalah mengubah cara reaksi berlangsung.

Dalam orasi, Prof. Zulfiadi menjelaskan bahwa bijih logam pada dasarnya adalah logam yang sudah teroksidasi, seperti logam yang “berkarat” selama proses geologi panjang. Industri metalurgi lalu bekerja untuk membalik keadaan itu: mereduksi oksida kembali menjadi logam.

Pada jalur konvensional, reduksi biasanya bertumpu pada karbon. Itu berarti produk sampingnya adalah CO atau CO2. Sementara pada jalur berbasis hidrogen, produk sampingnya adalah uap air. Inilah perubahan besar pertama: produk reaksi yang keluar tidak lagi membawa jejak karbon.

Tetapi Prof. Zulfiadi tidak berhenti pada logika “hidrogen lebih bersih”. Ia menawarkan alasan kenapa hidrogen plasma bisa mengubah permainan: karena plasma mampu menciptakan kondisi energi tinggi yang memungkinkan reaksi berjalan sangat cepat.

Orasi menyebut bahwa plasma digunakan agar reduksi bisa berlangsung dalam rentang 60 detik sampai 2 menit.

Bagi industri, angka ini bukan detail teknis. Ini adalah revolusi pada waktu proses.

Karena perbedaan 60 detik dan beberapa jam bukan hanya soal efisiensi. Itu memengaruhi:

• ukuran reaktor yang dibutuhkan

• konsumsi energi per batch

• produktivitas pabrik per hari

• biaya operasi

• fleksibilitas produksi

Dalam narasi Prof. Zulfiadi, reaktor plasma hidrogen bukan hanya alat yang “lebih hijau”, tetapi alat yang memampukan proses reduksi yang lebih cepat dan lebih responsif terhadap kebutuhan.

Di titik ini, ada dua gagasan yang muncul secara implisit.

Pertama, jika reduksi bisa dilakukan cepat, maka desain sistem produksi logam bisa semakin modular. Dalam industri tradisional, blast furnace adalah infrastruktur raksasa yang menuntut operasi kontinu. Tetapi proses modular membuka peluang produksi yang lebih mudah disesuaikan dengan kapasitas kebutuhan.

Kedua, kecepatan reaksi memberi peluang untuk menekan langkah-langkah tambahan yang selama ini dianggap wajib dalam metalurgi.

Dan ini membawa kita ke bagian dampak industrial yang paling penting.

 

4. Dampak Industri: Green Steel yang Tidak Hanya Mengurangi CO2, tapi Juga Menyederhanakan Proses Produksi

Salah satu poin menarik dalam orasi Prof. Zulfiadi adalah bahwa teknologi plasma hidrogen tidak hanya menjanjikan penurunan emisi, tetapi juga menjanjikan penyederhanaan proses metalurgi. Ini bagian yang sering luput dalam diskusi green steel. Banyak orang mengira transisi hijau berarti proses yang lebih rumit dan lebih mahal. Orasi ini memberi narasi sebaliknya: proses hijau bisa sekaligus menjadi proses yang lebih ringkas.

Prof. Zulfiadi menjelaskan bahwa dalam jalur teknologi plasma hidrogen, proses desulfurisasi dan dekarburisasi tidak lagi dibutuhkan.

Kalimat ini sangat besar implikasinya, karena dua tahap tersebut dalam metalurgi konvensional sering menjadi tahapan penting untuk mencapai kualitas akhir, terutama untuk produk-produk berbasis besi dan baja dengan spesifikasi tinggi.

Ketika dua tahap ini bisa dihilangkan, maka pabrik tidak hanya menekan emisi, tetapi juga menekan kompleksitas proses.

Orasi juga menyoroti potensi produksi logam paduan dan logam khusus. Prof. Zulfiadi menyebut bahwa reaktor plasma hidrogen berpotensi memproduksi ferronikel dan ferrokrom langsung dari bijih, dan kemudian dapat dilanjutkan menuju stainless steel.

Dalam konteks Indonesia, ini sangat relevan karena Indonesia memiliki sumber daya nikel yang sangat besar, dan hilirisasi nikel sedang menjadi agenda nasional. Selama ini hilirisasi sering dipahami sebagai pembangunan smelter berbasis energi besar. Tetapi jalur plasma hidrogen menawarkan gambaran lain: hilirisasi yang lebih hijau dan lebih cepat, jika ekosistem energinya siap.

Orasi ini juga menyinggung bahwa teknologi ini memberi peluang untuk mendaur ulang skrap yang mudah teroksidasi seperti logam yang tersisa dalam abu pembakaran sampah.

Ini menarik karena ia memperluas fungsi reaktor bukan hanya untuk bijih, tetapi juga untuk pengolahan sumber logam sekunder. Dalam transisi energi global, konsep circularity dalam metalurgi menjadi semakin penting. Produksi logam masa depan tidak bisa hanya bergantung pada bijih baru, tetapi juga harus memaksimalkan daur ulang.

Dan di sinilah narasi Prof. Zulfiadi mencapai bagian yang terasa futuristik tetapi tetap logis: konsep “mesin kopi” untuk produksi logam.

Ia menyampaikan ide bahwa suatu hari produksi logam bisa berlangsung seperti mesin kopi, di mana bijih dimasukkan, proses berjalan cepat, dan logam keluar dalam waktu singkat. Tentu ini bukan berarti pabrik baja akan benar-benar seperti alat rumah tangga. Tetapi makna analitisnya jelas: proses metalurgi bisa menjadi lebih modular, lebih cepat, lebih mudah dioperasikan, dan lebih fleksibel.

Jika blast furnace adalah simbol industri abad ke-20: besar, berat, dan kontinu, maka reaktor plasma hidrogen digambarkan sebagai simbol industri abad ke-21: cepat, efisien, dan lebih bersih.

Namun Prof. Zulfiadi juga menekankan bahwa transisi ini hanya benar-benar masuk akal jika hidrogen yang digunakan adalah green hydrogen dan energi listriknya berasal dari sumber terbarukan. Ini menegaskan satu realitas penting: reaktor ini tidak berdiri sendiri sebagai teknologi. Ia adalah puncak dari rantai transisi energi. Jika listrik masih dominan fosil, maka emisi hanya berpindah lokasi dari pabrik baja ke pembangkit listrik.

Dengan demikian, reaktor plasma hidrogen bukan hanya inovasi metalurgi, tetapi juga pemaksa percepatan EBT. Ia membuat energi terbarukan bukan sekadar target, tetapi kebutuhan industri.

 

5. Tantangan dan Syarat Keberhasilan: Reaktor Bagus Tidak Cukup Jika Ekosistem Energinya Belum Siap

Kalau dibaca sebagai visi masa depan, reaktor plasma hidrogen terasa seperti solusi yang “rapi”: cepat, bersih, dan potensial menyederhanakan proses produksi logam. Tetapi Prof. Zulfiadi Zulhan juga memberi pesan yang tidak kalah penting: teknologi ini tidak berdiri sendiri.

Agar green steel benar-benar hijau, ia membutuhkan ekosistem.

Dan ekosistem itu terutama ada pada dua hal: hidrogen dan listrik.

5.1 Green hydrogen bukan sekadar nama, tapi syarat moral dan teknis

Prof. Zulfiadi menekankan bahwa keberhasilan pendekatan hydrogen plasma smelting reduction and refining bergantung pada penggunaan green hydrogen dan energi listrik dari sumber terbarukan.

Kalimat ini terlihat sederhana, tetapi dampaknya besar. Karena jika hidrogen diproduksi dari sumber fosil tanpa penangkapan emisi (misalnya “grey hydrogen”), maka emisi CO2 tetap terjadi di hulu. Artinya, emisi tidak hilang, hanya berpindah dari pabrik baja ke pabrik hidrogen.

Dengan kata lain, reaktor plasma hidrogen tidak otomatis menjadi teknologi rendah karbon, kecuali hidrogen dan listriknya benar-benar bersih.

5.2 Listrik terbarukan adalah penentu apakah teknologi ini masuk akal secara ekonomi

Plasma membutuhkan listrik besar. Jadi walaupun proses reduksi bisa sangat cepat, biaya operasionalnya tetap akan ditentukan oleh harga listrik. Dalam narasi industri, teknologi hijau selalu diuji oleh satu hal: apakah ia bisa bersaing dengan teknologi lama?

Reaktor plasma hidrogen bukan hanya dituntut menurunkan emisi, tetapi juga dituntut menjaga biaya produksi agar tidak membuat produk logam Indonesia kalah bersaing di pasar global.

Dan ini hanya mungkin jika sumber listrik terbarukan:

• tersedia stabil

• cukup murah

• didukung infrastruktur transmisi dan distribusi yang memadai

Jika listrik terbarukan mahal dan tidak stabil, maka industri akan ragu mengadopsi, meskipun teknologinya secara ilmiah menjanjikan.

5.3 TRL masih menengah: artinya teknologi serius, tapi belum final

Prof. Zulfiadi juga menyebut bahwa teknologi HPSR di Eropa masih berada pada level kesiapan teknologi menengah, sekitar TRL 5.

Artinya, teknologi ini sudah cukup matang untuk tahap demonstrasi dan pengembangan pilot, tetapi belum berada di fase implementasi industri penuh sebagai standar utama.

Di sisi lain, justru ini momentum yang penting untuk Indonesia.

Karena teknologi yang sudah 100% matang biasanya mahal untuk dikejar—kita hanya menjadi pengguna. Tetapi teknologi yang sedang tumbuh membuka ruang untuk ikut membangun, ikut mengembangkan, dan ikut membentuk rantai pasoknya.

Jika Indonesia masuk pada fase ini, peluangnya lebih besar untuk membangun kemampuan nasional, bukan sekadar membeli reaktor di akhir.

5.4 Infrastruktur dan SDM: transisi teknologi harus dibangun sebagai kapasitas, bukan proyek

Orasi Prof. Zulfiadi memberi gambaran bahwa proses produksi logam bisa menjadi lebih cepat, lebih bersih, lebih cerdas. Tetapi transformasi semacam ini memerlukan SDM yang tidak hanya paham metalurgi konvensional, tetapi juga paham:

• teknologi plasma

• kontrol listrik dan sistem energi

• dinamika hidrogen

• pemodelan proses dan optimasi

• keselamatan kerja di lingkungan energi tinggi

Jika tidak, transformasi akan berhenti menjadi slogan.

Dalam konteks industri Indonesia, ini berarti pembangunan fasilitas pilot dan riset harus berjalan paralel dengan pembangunan kompetensi manusia.

Karena reaktor plasma hidrogen tidak bisa hanya dibeli lalu dioperasikan. Ia harus dipahami, dipelihara, dan terus dioptimasi.

5.5 Arah kebijakan global: green steel bukan tren, tapi batas baru perdagangan

Salah satu bagian yang paling strategis dari orasi ini adalah penekanan bahwa Eropa sedang mendorong green steel dan bahkan menuju pembatasan operasi blast furnace.

Ini memberi pesan bahwa perubahan bukan hanya datang dari “aktivisme lingkungan”, tetapi dari arah regulasi dan pasar.

Dalam beberapa tahun ke depan, pasar global akan semakin selektif terhadap jejak karbon produk.

Jika Indonesia tetap memproduksi logam dengan intensitas emisi tinggi, maka akan muncul risiko:

• produk terkena hambatan perdagangan

• daya saing turun karena biaya tambahan karbon

• kehilangan peluang investasi hijau

• kehilangan akses pasar premium

Maka teknologi plasma hidrogen, walaupun masih berkembang, memberi jalur strategis agar Indonesia tidak terjebak di teknologi lama.

 

6. Kesimpulan: Plasma Hidrogen Bukan Sekadar Inovasi, tapi Jalan Strategis Menuju Industri Logam yang Bertahan di Era Net Zero

Orasi ilmiah Prof. Zulfiadi Zulhan menempatkan produksi logam sebagai salah satu tantangan terbesar dalam transisi industri hijau. Industri logam menyumbang emisi CO2 sekitar 8%, dan tekanan global untuk menekan emisi semakin kuat, termasuk arah kebijakan Eropa yang mendorong green steel dan pembatasan teknologi blast furnace.

Orasi ini mengingatkan bahwa bijih logam yang diproses manusia pada dasarnya adalah logam yang teroksidasi selama sejarah panjang bumi. Metalurgi modern bertugas membalik proses itu melalui reduksi. Selama berabad-abad, reduksi dilakukan dengan karbon, mulai dari arang kayu hingga kokas yang menjadi tulang punggung Revolusi Industri. Tetapi jalur karbon meninggalkan jejak emisi CO2 yang semakin sulit diterima di era net zero.

Di sinilah hidrogen menjadi reduktor alternatif yang krusial, karena produk reaksinya adalah air, bukan CO2. Prof. Zulfiadi menawarkan solusi yang lebih ekstrem dan lebih cepat melalui reaktor plasma hidrogen, yang mampu melakukan reduksi dalam rentang 60 detik hingga 2 menit.

Keunggulannya bukan hanya pada emisi yang lebih rendah, tetapi juga pada potensi penyederhanaan proses industri. Dalam jalur plasma hidrogen, proses desulfurisasi dan dekarburisasi disebut tidak lagi diperlukan, sehingga produksi logam bisa lebih ringkas. Teknologi ini juga berpotensi memproduksi ferronikel dan ferrokrom langsung dari bijih menuju stainless steel, serta membuka peluang pengolahan skrap dan logam dari sumber sekunder seperti abu pembakaran sampah.

Namun orasi ini juga menegaskan bahwa teknologi ini hanya benar-benar menjadi hijau jika didukung green hydrogen dan listrik dari sumber terbarukan. Selain itu, teknologi HPSR masih berada pada level kesiapan menengah (sekitar TRL 5), sehingga masih membutuhkan pengembangan lebih lanjut menuju skala industri.

Bagi mahasiswa, orasi ini menunjukkan bahwa masa depan metalurgi tidak lagi hanya soal temperatur tinggi dan bahan bakar fosil, tetapi soal integrasi energi terbarukan, teknologi plasma, dan desain proses yang lebih cerdas. Bagi pekerja industri, orasi ini memberi pesan strategis: industri logam harus bertransformasi agar tetap kompetitif dalam dunia yang makin ketat terhadap jejak karbon.

Pada akhirnya, plasma hidrogen bukan sekadar inovasi teknis. Ia adalah jalan menuju industri logam yang lebih hijau, lebih bersih, lebih cepat, dan lebih relevan bagi masa depan.

 

 

Daftar Pustaka

Institut Teknologi Bandung. Orasi Ilmiah Guru Besar ITB Prof. Zulfiadi Zulhan: Reaktor Plasma Hidrogen untuk Produksi Logam Hijau. 2024.

International Energy Agency. Iron and Steel Technology Roadmap. 2020.

World Steel Association. Steel’s Contribution to a Low Carbon Future. (diakses 2026).

IPCC. Sixth Assessment Report: Mitigation Pathways for Industry. (diakses 2026).

European Commission. Hydrogen Strategy and Green Steel Initiatives. (diakses 2026).

1. Pendahuluan

Ada dua wajah pesisir Indonesia yang selalu berjalan berdampingan: pesisir sebagai ruang hidup yang kaya, dan pesisir sebagai ruang hidup yang rapuh.

Sebagai negara kepulauan terbesar, Indonesia memiliki garis pantai lebih dari 95.000 km dan lebih dari 17.000 pulau. Di garis pantai inilah banyak hal penting bertumpu: perikanan, pariwisata, transportasi, perdagangan, bahkan pembentukan identitas sosial masyarakat. Pesisir bukan pinggiran, pesisir adalah pusat kehidupan.

Yang membuatnya semakin penting adalah fakta demografis: lebih dari 60% penduduk Indonesia tinggal di wilayah pesisir. Artinya, persoalan pesisir bukan isu teknis kecil yang hanya relevan untuk satu kabupaten. Ini isu pembangunan nasional, karena menyentuh tempat tinggal, sumber penghidupan, serta ketahanan ekonomi jutaan orang.

Namun bersamaan dengan potensi itu, pesisir Indonesia juga menghadapi ancaman yang tidak kecil. Abrasi, kenaikan muka air laut akibat perubahan iklim, dan pencemaran laut termasuk isu lingkungan yang harus dihadapi. Dan ancaman ini tidak berdiri sendiri. Ketika abrasi terjadi, yang hilang bukan hanya pasir pantai, tetapi juga rumah, jalan, tambak, tempat wisata, dan rasa aman.

Orasi ilmiah Prof. Harman Ajiwibowo terasa penting karena ia memandang pengamanan pantai bukan sekadar pembangunan struktur beton di tepi laut. Ia membahasnya sebagai infrastruktur yang menjadi “pertahanan sosial-ekonomi”. Dengan kata lain, ketika garis pantai bergeser mundur, masyarakat kehilangan ruang hidup. Ketika garis pantai bisa dipertahankan, masyarakat punya kesempatan membangun masa depan.

Karena itu, infrastruktur pengamanan pantai punya peran ganda:

• melindungi fisik pantai dari energi gelombang dan pergerakan sedimen

• melindungi sistem kehidupan masyarakat pesisir: pelabuhan, perkampungan nelayan, tambak, dan kawasan wisata

Orasi ini juga memberi pesan penting bahwa konservasi dan pengelolaan sumber daya pesisir yang berkelanjutan harus dilakukan agar kekayaan pesisir tetap bisa dinikmati generasi mendatang.

Tetapi agar pengamanan pantai tidak berubah menjadi proyek yang asal bangun, kita harus memahami satu hal dasar: kenapa pantai bisa terkikis dan kapan pengamanan pantai justru memindahkan masalah ke tempat lain.

Di sinilah teknik pantai mulai bekerja sebagai disiplin yang menggabungkan fisika gelombang, arus, dan sedimentasi.

 

2. Dasar Fisik Abrasi: Gelombang, Arus, dan “Hukum Kekekalan Massa Pasir” yang Sering Diabaikan

Abrasi tidak terjadi karena laut “mengambil” pantai tanpa alasan. Abrasi terjadi karena ada sistem gaya yang bekerja terus menerus, memindahkan sedimen, dan mengubah bentuk garis pantai.

Prof. Harman menjelaskan bahwa gelombang yang datang ke pantai dengan sudut tertentu akan pecah di dekat pantai dan menimbulkan arus. Arus ini tidak hanya satu arah. Ia bisa dibagi menjadi dua komponen penting:

1. arus sejajar pantai (longshore current)

2. arus tegak lurus pantai (cross-shore current)

Komponen sejajar pantai membawa sedimen menyusur garis pantai. Komponen tegak lurus pantai membawa sedimen menuju atau menjauhi garis pantai. Dalam praktiknya, dua komponen ini menentukan apakah satu bagian pantai akan bertambah pasir atau justru kehilangan pasir.

Bagian paling krusial yang dibahas Prof. Harman adalah konsep yang sederhana tetapi sering diabaikan dalam proyek pantai: hukum kekekalan massa pasir.

Logikanya begini: pasir yang tertahan di satu titik tidak menghilang, tetapi biasanya berarti pasir itu tidak lagi sampai ke titik lain. Maka, ketika ada struktur yang menghalangi laju sedimen sejajar pantai, sedimen akan tertahan di sisi hulu bangunan, dan erosi akan terjadi di sisi hilir bangunan.

Ini adalah penyebab klasik mengapa pengamanan pantai sering menimbulkan konflik antar wilayah.

Satu desa membangun struktur pengaman, lalu pantainya stabil. Tetapi beberapa kilometer di sebelahnya, pantai justru mundur karena suplai sedimennya berkurang. Ini bukan karena desainnya selalu buruk, tetapi karena perencanaan sering hanya melihat lokasi proyek, bukan sistem pantainya.

Di sisi lain, arus tegak lurus pantai juga bisa membawa sedimen keluar, dan gelombang yang datang tegak lurus dapat memperkuat abrasi. Maka abrasi tidak hanya dipengaruhi oleh adanya bangunan, tetapi juga oleh orientasi gelombang dan dinamika arus.

Dari pemahaman ini, Prof. Harman membagi penanganan pantai ke dua jalur besar:

1. struktur lunak

2. struktur keras

Struktur lunak mencakup pilihan seperti:

• do nothing atau relokasi

• penetapan sempadan pantai

• adaptasi pemukiman (misalnya rumah panggung)

• pembangunan buffer zone seperti mangrove dan coastal forest

• pengisian pasir (beach nourishment)

• sand bypassing

Struktur keras melibatkan bangunan fisik seperti:

• offshore breakwater

• revetment

• tembok laut (sea wall)

• groin

• jeti pengaman muara

Yang menarik, orasi ini tidak memosisikan struktur lunak sebagai “lebih baik” dan struktur keras sebagai “lebih buruk”. Prof. Harman justru memperlihatkan bahwa pilihan struktur harus disesuaikan dengan arah dominan pergerakan sedimen dan kebutuhan lokasi.

Di titik ini, pengamanan pantai bukan lagi soal preferensi, melainkan soal kecocokan sistem.

 

3. Offshore Breakwater dan Pantai yang “Pulih”: Tombolo–Salient sebagai Bukti bahwa Struktur Bisa Mengembalikan Ruang Hidup

Di banyak wilayah pesisir, abrasi bukan lagi isu akademik. Abrasi adalah pengalaman sehari-hari: jalan yang makin dekat ke air, tambak yang perlahan hilang, dan perkampungan yang tiap tahun harus bernegosiasi dengan garis pantai yang mundur.

Orasi Prof. Harman Ajiwibowo memperlihatkan bahwa di titik tertentu, masyarakat tidak punya kemewahan untuk menunggu solusi jangka panjang yang abstrak. Mereka butuh struktur yang bekerja. Dan dari berbagai pilihan struktur keras, offshore breakwater menjadi salah satu opsi yang paling “berhasil mengembalikan pantai” dalam banyak studi lapangan yang dipaparkan.

Offshore breakwater adalah bangunan sejajar pantai yang diletakkan di lepas pantai. Fungsinya mematahkan energi gelombang dari berbagai arah sebelum gelombang mencapai garis pantai.
Logika teknisnya sederhana: ketika energi gelombang dipatahkan lebih jauh dari bibir pantai, maka daerah di belakang breakwater menjadi zona energi rendah. Di zona ini, sedimen pasir cenderung mengendap, bukan tersapu.

Dari proses inilah pantai bisa “tumbuh kembali” membentuk dua fenomena khas:

1. tombolo

2. salient

Tombolo adalah sedimen yang tumbuh dari pantai hingga menyentuh bangunan offshore breakwater. Salient adalah sedimen yang tumbuh mendekati breakwater tetapi tidak sampai menyentuh.

Kalau kita baca fenomena ini dari sisi sosial-ekonomi, tombolo dan salient bukan sekadar bentuk garis pantai. Ia adalah indikator bahwa pantai mendapatkan kembali “asetnya”, yaitu pasir. Dan pasir, dalam wilayah pesisir, bukan hanya estetika wisata. Pasir adalah buffer alami yang melindungi daratan.

Prof. Harman memberi beberapa bukti lapangan yang sangat kuat dari Kepulauan Bangka Belitung, terutama di Pantai Penyusuk (Penyak) dan Pantai Matras. Data visual yang dipaparkan menunjukkan perubahan yang nyata: sebelum ada breakwater abrasi terjadi, kemudian setelah pembangunan muncul sedimentasi yang berkembang dari pantai ke arah breakwater dalam rentang tahun berikutnya.

Ada dua detail penting dari studi lapangan ini.

Pertama, efek positifnya tidak hanya “menahan abrasi”, tetapi benar-benar menambah pasir pantai di depan lokasi tertentu. Dalam konteks pariwisata, ini berarti pantai menjadi lebih layak. Dalam konteks permukiman, ini berarti garis pantai punya ruang bernapas.

Kedua, offshore breakwater tidak hanya berfungsi sebagai pengaman, tetapi dapat menciptakan ruang perairan yang lebih tenang, sehingga bisa menjadi tempat perlindungan kapal nelayan.

Ini membuat pengamanan pantai tidak lagi dipahami sebagai proyek “pembangunan struktur”, tetapi sebagai pembangunan ruang aman bagi aktivitas ekonomi masyarakat pesisir.

Namun orasi ini juga jujur: offshore breakwater bisa menimbulkan masalah jika konfigurasi dan konteks lokasi tidak dipahami. Salah satu persoalan yang disebut adalah adanya gap antar breakwater yang dapat memicu pembentukan lengkungan di belakang gap dan menyebabkan pantai mundur di area tersebut.

Karena itu, Prof. Harman menunjukkan variasi desain seperti offshore breakwater tanpa gap, terutama untuk lokasi dengan gelombang dominan tegak lurus pantai, agar risiko erosi pada bagian belakang gap bisa dikurangi.

Dari sini, kita mendapatkan pelajaran kunci: struktur bisa memperbaiki pantai, tetapi hanya jika ia dipasang sebagai bagian dari sistem pantai, bukan sekadar dipasang sebagai proyek lokal.

 

4. Revetment, Sea Wall, Groin, dan Jeti Muara: Menjaga Garis Pantai atau Memindahkan Masalah?

Setelah offshore breakwater, Prof. Harman memaparkan struktur pengamanan pantai lain yang juga sering dipakai di Indonesia. Bagian ini penting karena menunjukkan bahwa “pengamanan pantai” tidak selalu berarti pantai kembali berpasir. Terkadang yang dipertahankan adalah garis pantai, bukan karakter pantainya.

Dan dalam beberapa kasus, mempertahankan garis pantai adalah satu-satunya pilihan realistis, terutama jika ada jalan nasional atau permukiman padat di belakangnya.

4.1 Revetment: garis pantai bertahan, tapi pasir di depan bisa hilang

Revetment adalah bangunan yang menempel di bibir pantai, bersifat lebih fleksibel, biasanya tanpa pasangan semen. Fungsinya mematahkan energi gelombang di bibir pantai.

Tetapi revetment membawa konsekuensi fisik yang penting: energi gelombang tetap “butuh pasir” dalam perjalanannya. Jika pasir pantai tidak bisa diambil karena ada revetment, gelombang akan cenderung mengambil pasir dari sisi lain, terutama bagian depan revetment.

Akibatnya, pasir pantai di depan revetment bisa hilang dari pandangan daratan.
Secara fungsi, garis pantai tetap bertahan. Tetapi secara bentuk, pantai berubah: ia menjadi pantai dengan struktur keras tanpa hamparan pasir yang nyaman.

Dalam konteks masyarakat, ini berarti pantai aman dari abrasi lebih lanjut, tetapi nilai wisata dan fungsi rekreasi bisa menurun jika pasirnya habis.

4.2 Sea wall: konsep mirip revetment, tetapi lebih kaku

Sea wall atau tembok laut juga menempel di bibir pantai, tetapi berbentuk kaku dengan pasangan semen. Fungsinya sama: mematahkan energi gelombang di bibir pantai.

Konsekuensinya juga mirip: pasir di depan tembok laut dapat hilang, sementara garis pantai tetap dipertahankan.

Artinya, sea wall adalah solusi “pertahanan keras”, cocok untuk lokasi yang benar-benar tidak boleh mundur—misalnya karena di belakangnya ada infrastruktur vital. Tetapi ia bukan solusi yang mengembalikan pantai menjadi alami.

4.3 Groin: solusi yang efektif, tetapi sering memicu konflik karena erosi di hilir

Groin adalah bangunan tegak lurus pantai yang menempel di bibir pantai. Fungsinya menahan sedimen yang bergerak menyusur pantai.

Namun groin adalah contoh paling jelas dari hukum kekekalan massa pasir yang dijelaskan sebelumnya. Ketika sedimen tertahan di sisi hulu groin, sisi hilir groin justru berpotensi mengalami erosi.

Orasi ini menyebut bahwa groin bukan bangunan yang terlalu favorit karena fenomena erosi di sisi hilir.

Dari sisi sosial, ini adalah sumber konflik paling klasik di pesisir: satu titik pantai maju karena sedimentasi, tetapi titik berikutnya mundur karena kekurangan suplai sedimen.

Itulah mengapa penggunaan groin seharusnya tidak pernah diputuskan hanya berdasarkan satu titik lokasi. Groin harus dipikirkan sebagai rangkaian sistem pengendalian sedimen, bukan bangunan tunggal.

4.4 Jeti pengaman muara: bukan hanya menjaga alur, tetapi bisa mengembalikan keselamatan nelayan

Salah satu bagian paling kuat dalam orasi Prof. Harman adalah studi kasus jeti pengaman muara. Karena dampaknya tidak hanya teknis, tetapi langsung ke keselamatan manusia.

Jeti pengaman muara adalah bangunan tegak lurus pantai yang terletak di muara sungai. Fungsinya menahan sedimen menyusur pantai, memelihara alur navigasi dan kedalaman alur, serta membantu penggelontoran sedimen di muara.

Prof. Harman memberi contoh muara sungai di Indramayu, di mana sebelum ada jeti terjadi sedimentasi dan pendangkalan. Nelayan sering harus menarik kapal secara manual untuk keluar masuk muara. Bahkan ketika pulang, beberapa kali terjadi kapal terbalik akibat dihantam gelombang yang menerjang muara.

Setelah jeti dibangun, dampaknya sangat terasa: sedimentasi di muara berkurang, nelayan bisa melaut dan kembali kapan saja, dan gelombang yang masuk ke muara tidak lagi sekuat sebelumnya karena energi gelombang dipatahkan oleh struktur jeti.

Tetapi kembali lagi, hukum sistem pantai berlaku: muncul sedimentasi di hulu jeti dan erosi di hilir jeti. Dan dalam kasus ini, erosi di hilir ditanggulangi dengan membangun revetment di sisi pantainya.

Pelajarannya jelas: pengamanan pantai bukan satu struktur, tetapi sering berupa kombinasi struktur, karena satu bangunan menyelesaikan satu masalah tetapi bisa memicu masalah lain.

 

5. Biaya vs Manfaat: Apa yang Sebenarnya “Dibeli” Negara lewat Infrastruktur Pengamanan Pantai?

Sampai titik ini, kita sudah melihat bahwa infrastruktur pengamanan pantai bukan proyek kosmetik. Ia adalah respon teknis atas sistem pantai yang bergerak, sekaligus respon sosial atas masyarakat yang tidak bisa “pindah begitu saja” ketika garis pantai mundur.

Tetapi ada satu pertanyaan yang selalu muncul dalam praktik: kalau pengamanan pantai memang penting, kenapa tidak semua pantai langsung dipasangi bangunan?

Jawabannya sederhana: biaya.

Prof. Harman Ajiwibowo secara terbuka menyebut estimasi biaya untuk offshore breakwater berada pada kisaran Rp150 juta hingga Rp200 juta per meter lari.
Dan angka ini bisa berubah tergantung banyak hal, seperti:

• jenis material dan ukurannya

• desain serta kondisi lokasi

• tenaga kerja dan peralatan

• perizinan

• studi lingkungan

Di sini, offshore breakwater terlihat seperti struktur yang mahal. Tetapi justru di sinilah orasi ini menjadi menarik, karena ia mengajak kita memahami bahwa pengamanan pantai bukan sekadar biaya membangun, melainkan biaya menghindari kerugian yang jauh lebih besar.

Secara naratif, ketika negara mengeluarkan biaya untuk pengamanan pantai, yang sebenarnya “dibeli” adalah:

1. waktu

2. ruang hidup

3. stabilitas ekonomi pesisir

4. keselamatan manusia

5. peluang pembangunan jangka panjang

5.1 Yang dibeli adalah keselamatan dan akses hidup nelayan

Studi jeti pengaman muara di Indramayu menunjukkan bagaimana infrastruktur bisa langsung mengubah risiko menjadi keamanan.

Sebelum jeti dibangun, terjadi sedimentasi dan pendangkalan. Kapal nelayan sering harus ditarik manual. Ketika nelayan pulang, gelombang yang menerjang muara kadang membuat kapal terbalik.

Setelah jeti dibangun, sedimentasi di muara berkurang, nelayan bisa keluar masuk kapan saja, dan gelombang yang masuk ke muara melemah karena energi gelombang dipatahkan oleh struktur jeti.

Kalau ini kita ubah ke bahasa kebijakan, maka jeti bukan hanya proyek teknik. Ia proyek keselamatan.

5.2 Yang dibeli adalah perlindungan aset masyarakat, bukan hanya “pasir pantai”

Offshore breakwater di beberapa lokasi bukan hanya mengembalikan pasir (tombolo dan salient), tetapi juga melindungi aset yang punya nilai ekonomi dan sosial besar.

Contohnya pada kasus Indramayu, offshore breakwater digunakan untuk melindungi jalan nasional dan tambak rakyat.

Di titik ini, biaya struktur bukan dibandingkan dengan “berapa meter bangunan”, tetapi dibandingkan dengan “berapa besar aset yang diselamatkan”.

Karena jika tambak hilang, masyarakat kehilangan mata pencaharian. Jika jalan nasional rusak, biaya logistik dan gangguan aktivitas ekonomi menjadi beban yang melampaui biaya konstruksi.

5.3 Yang dibeli adalah ruang untuk pemulihan ekosistem pesisir

Salah satu efek penting dari offshore breakwater adalah terbentuknya perairan yang lebih tenang di belakang struktur. Kondisi ini bukan hanya membuat sedimen mengendap, tetapi juga membuka ruang untuk penghijauan dan penguatan buffer alami.

Orasi menyebut bahwa area di belakang breakwater bisa ditanami hijauan seperti mangrove, dan dapat menjadi tempat perlindungan kapal nelayan.

Dengan kata lain, struktur keras bisa membantu menciptakan kondisi yang memungkinkan struktur lunak (seperti vegetasi pantai) bekerja lebih efektif.

Dan ini penting, karena banyak pantai Indonesia tidak bisa mengandalkan vegetasi saja jika energi gelombangnya tinggi. Infrastruktur menjadi “jembatan” menuju pemulihan yang lebih stabil.

5.4 Yang dibeli adalah kestabilan ruang sosial, terutama pada pesisir padat penduduk

Orasi ini juga memberi peringatan berbasis pengalaman empiris: pada pantai dengan permukiman padat di sisi pantai, jika memilih offshore breakwater harus memperhatikan adanya potensi pengikisan pasir pada lekuk-lekuk tombolo atau salient yang dapat merusak lahan permukiman.

Lalu Prof. Harman memberi opsi mitigasi, misalnya:

• memilih revetment atau tembok laut untuk pantai dengan penduduk padat

• membuat offshore breakwater tanpa gap

Bagian ini penting karena menunjukkan bahwa desain infrastruktur pantai bukan sekadar “bangunan apa”, tetapi “di mana dan untuk siapa”.

Bagi masyarakat pesisir padat, garis pantai adalah batas rumah. Mundur beberapa meter saja bisa berarti kehilangan tanah dan konflik sosial. Maka pengamanan pantai adalah investasi dalam kestabilan sosial.

5.5 Yang dibeli adalah kemampuan merencanakan, bukan sekadar bertahan

Ketika abrasi menjadi ancaman tahunan, masyarakat pesisir hidup dalam kondisi darurat yang berulang. Tidak ada ruang untuk merencanakan pembangunan. Tidak ada rasa aman untuk memperbaiki rumah. Tidak ada kepastian untuk menanam investasi ekonomi.

Pengamanan pantai menciptakan stabilitas, dan stabilitas adalah prasyarat pembangunan.

Dalam konteks ini, biaya besar offshore breakwater sebenarnya adalah pembelian “kepastian ruang” agar pembangunan masyarakat pesisir bisa berjalan tanpa terus-menerus dipatahkan oleh mundurnya garis pantai.

 

6. Kesimpulan: Pengamanan Pantai yang Baik Bukan yang Paling Keras, tapi yang Paling Tepat pada Sistem Pantainya

Orasi Prof. Harman Ajiwibowo menunjukkan bahwa wilayah pesisir Indonesia adalah aset nasional yang sangat besar sekaligus sangat rapuh. Dengan garis pantai lebih dari 95.000 km, lebih dari 17.000 pulau, dan lebih dari 60% penduduk tinggal di wilayah pesisir, maka persoalan abrasi tidak bisa diperlakukan sebagai masalah lokal.

Abrasi terjadi karena dinamika fisik pantai yang digerakkan oleh gelombang dan arus, baik sejajar pantai maupun tegak lurus pantai. Ketika sedimen bergerak menyusur pantai dan dihalangi struktur tertentu, sedimen akan tertahan di sisi hulu dan erosi muncul di sisi hilir. Ini adalah hukum kekekalan massa pasir yang menjadi inti dari banyak konflik pengamanan pantai.

Karena itu, pengamanan pantai tidak boleh dilihat sebagai proyek satu titik. Ia harus dipahami sebagai desain sistem.

Orasi ini membagi alternatif penanganan pantai menjadi struktur lunak dan struktur keras. Struktur lunak mencakup relokasi, sempadan pantai, adaptasi rumah, buffer zone mangrove, pengisian pasir, hingga sand bypassing. Struktur keras mencakup offshore breakwater, revetment, tembok laut, groin, serta jeti pengaman muara.

Studi lapangan menunjukkan offshore breakwater mampu mematahkan energi gelombang dan menumbuhkan sedimen di belakangnya dalam bentuk tombolo atau salient, seperti yang diamati pada beberapa lokasi di Kepulauan Bangka Belitung. Struktur ini juga memberi manfaat tambahan sebagai perlindungan kapal nelayan dan peluang penghijauan pantai.

Namun struktur lain juga memiliki fungsi spesifik. Revetment dan tembok laut efektif mempertahankan garis pantai, tetapi dapat menghilangkan pasir di depan pantai. Groin mampu menahan sedimen namun sering memicu erosi di sisi hilir. Jeti pengaman muara dapat mengatasi pendangkalan, menjaga navigasi, dan meningkatkan keselamatan nelayan, sebagaimana contoh Indramayu, tetapi tetap membawa konsekuensi sedimentasi–erosi yang harus diantisipasi dengan struktur pendukung lain.

Dari sisi ekonomi, pengamanan pantai memang mahal. Offshore breakwater diperkirakan membutuhkan biaya sekitar Rp150 juta hingga Rp200 juta per meter lari, tergantung desain dan kondisi lapangan. Tetapi biaya ini pada dasarnya adalah investasi untuk melindungi rumah penduduk, tambak rakyat, jalan nasional, pariwisata, serta keselamatan kerja masyarakat pesisir.

Bagi mahasiswa, orasi ini mengajarkan bahwa teknik pantai bukan sekadar menghitung gelombang, tetapi memahami interaksi antara fisika, lingkungan, dan masyarakat. Bagi pekerja, terutama di pemerintahan dan konstruksi, orasi ini menegaskan bahwa pengamanan pantai yang baik bukan yang paling keras atau paling mahal, melainkan yang paling tepat untuk sistem sedimen dan kebutuhan sosial-ekonomi di lokasi tersebut.

Pada akhirnya, pantai yang aman bukan pantai yang “dibeton sepenuhnya”, tetapi pantai yang dikelola dengan strategi, sehingga garis pantai tetap menjadi ruang hidup, bukan garis darurat.

 

 

Daftar Pustaka

Institut Teknologi Bandung. Orasi Ilmiah Guru Besar ITB Prof. Harman Ajiwibowo: Peran Infrastruktur Pengamanan Pantai dalam Pembangunan Masyarakat Pesisir. 2024.

Dean, R. G., & Dalrymple, R. A. Coastal Processes with Engineering Applications. Cambridge University Press.

US Army Corps of Engineers. Coastal Engineering Manual. (diakses 2026).

IPCC. Sixth Assessment Report: Sea Level Rise and Coastal Risks. (diakses 2026).

UNEP. Coastal Erosion and Adaptation Strategies in Developing Countries. (diakses 2026).

1. Pendahuluan

Kualitas udara sering baru terasa penting ketika tubuh mulai memberi sinyal. Mata perih, tenggorokan kering, batuk yang tidak selesai-selesai, atau napas yang terasa pendek walaupun aktivitas tidak berat. Masalahnya, tubuh baru bereaksi ketika paparan sudah terjadi. Sementara polusi udara bekerja diam-diam: tidak selalu terlihat, tetapi bisa menumpuk dampaknya dalam jangka panjang.

Orasi ilmiah Prof. Muhammad Miftahul Munir mengajak kita melihat polusi udara dari sisi yang lebih mendasar: bukan hanya soal “asap”, tetapi soal partikel dan sistem pengukuran yang menentukan apakah sebuah kota benar-benar tahu kualitas udaranya, atau hanya menebak-nebak.

Kunci dari orasi ini adalah satu kata: aerosol.

Prof. Munir menjelaskan bahwa aerosol adalah istilah ilmiah untuk sistem dispersi partikel cair atau padat yang tersuspensi dalam gas, biasanya udara. Aerosol bisa terbentuk dari proses alamiah seperti badai pasir, asap vulkanik, asap api, kabut, awan, bahkan bakteri dan virus. Di sisi lain, aerosol juga terbentuk dari aktivitas manusia, seperti emisi kendaraan dan asap industri.

Dari sini, polusi udara dipahami sebagai gabungan dua dunia:

• gas pencemar seperti NOx, COx, SOx

• partikel pencemar yang dikenal sebagai particulate matter (PM)

Particulate matter ini kemudian dikategorikan berdasarkan ukuran, seperti PM10 dan PM2,5. Dan ukuran ini bukan sekadar klasifikasi, melainkan penentu seberapa dalam polutan bisa masuk ke tubuh manusia.

Prof. Munir menekankan bahwa PM10 dapat masuk ke rongga hidung, sementara PM2,5 dapat masuk ke paru-paru. Bahkan partikel yang lebih kecil lagi, nanopartikel, dapat mencapai area alveoli dan terserap ke sistem sirkulasi darah, sehingga risikonya lebih tinggi bagi kesehatan manusia.

Di sini kita melihat paradoks modern: bahaya terbesar sering datang dari sesuatu yang ukurannya justru semakin tidak terlihat.

Namun pemahaman bahaya saja tidak cukup. Masalah besar yang diangkat orasi ini adalah keterbatasan sistem pemantauan kualitas udara.

Beberapa instrumen monitoring telah tersedia, dari stasiun monitoring tetap dan high volume sampler, hingga perangkat profesional seperti SMPS, CPC, dan optical particle sizer. Tetapi perangkat-perangkat ini mahal dan tidak praktis untuk dipakai di lapangan secara luas.

Di sisi lain, sensor portable atau low-cost sensor sering mengorbankan akurasi dan biasanya belum terkalibrasi.

Inilah titik konflik yang paling nyata dalam monitoring polusi udara:

• alat standar mahal dan terbatas jumlahnya

• alat murah banyak, tetapi kualitas datanya sering dipertanyakan

Orasi Prof. Munir menjawab konflik ini dengan pendekatan yang sangat relevan bagi Indonesia: membangun instrumentasi sendiri, melakukan kalibrasi, lalu memanfaatkan teknologi informasi agar pemantauan bisa dilakukan dengan granularitas tinggi dan biaya yang masuk akal.

Dalam konteks negara berkembang, ini bukan sekadar inovasi teknis. Ini adalah upaya memperbaiki ketimpangan data. Karena tanpa data yang baik, kebijakan kualitas udara sering dibangun dari asumsi dan sensasi, bukan dari fakta.

 

2. Monitoring Kualitas Udara yang Lebih Adil: Kalibrasi Sensor Murah dan Mobile Monitoring untuk Membaca Kota Lebih Detail

Salah satu pesan paling kuat dalam orasi Prof. Munir adalah bahwa pemantauan kualitas udara tidak cukup jika hanya bergantung pada stasiun monitoring tetap.

Stasiun tetap memang akurat, tetapi jumlahnya terbatas karena biaya pengadaan dan operasional yang tinggi. Ini menimbulkan masalah spasial: sebuah kota bisa memiliki kualitas udara yang sangat berbeda antar ruas jalan, tetapi hanya punya sedikit titik pengukuran resmi.

Akibatnya, informasi kualitas udara menjadi kurang representatif untuk pengalaman warga.

Orasi ini menegaskan bahwa mobile monitoring dapat meningkatkan granularitas pengukuran polusi udara di sebuah lokasi. Tetapi ada syarat penting agar mobile monitoring tidak berubah menjadi “data asal-asalan”: sensor harus diuji dan dikalibrasi.

Prof. Munir memaparkan bahwa timnya membangun sistem pemantauan menggunakan sensor yang diuji dan dikalibrasi menggunakan ruang aerosol. Sistem kalibrasi ini memiliki sumber PM2,5 dan instrumen pengukur berupa CPC (condensation particle counter), serta sensor PM dan sistem aliran udara.

Hasilnya cukup penting: sensor yang dikalibrasi menunjukkan hubungan linearitas yang tinggi terhadap referensi untuk rentang tertentu. Walaupun pada rentang yang lebih besar muncul kelengkungan kurva yang menurunkan linearitas, salah satu sensor menunjukkan performa terbaik dan dipilih untuk digunakan sebagai instrumen mobile monitoring.

Ini membuktikan bahwa sensor murah tidak harus identik dengan data buruk, selama:

• proses kalibrasi dilakukan dengan benar

• karakteristik non-linearitas dipahami

• pemakaian sensor disesuaikan dengan rentang yang valid

Setelah sistem sensor siap, tim Prof. Munir membangun sistem mobile monitoring yang dapat mengukur konsentrasi PM dan mengirim data ke server. Sistem ini memanfaatkan GPS, memori internal, dan jaringan internet dari smartphone.

Ini poin yang sangat strategis, karena smartphone pada dasarnya sudah menjadi infrastruktur digital yang tersebar luas. Dengan menggabungkan sensor dan smartphone, monitoring polusi udara menjadi lebih mudah didistribusikan.

Orasi ini juga menunjukkan penerapannya di Kota Bandung. Mobile monitoring digunakan untuk mengukur konsentrasi PM2,5 di wilayah perkotaan, bahkan dilakukan menggunakan sepeda untuk melihat dampak kebijakan PPKM terhadap polusi udara.

Temuannya jelas: PPKM berdampak pada polusi udara, dan lokasi jalan yang tercemar dapat terlihat dengan jelas. Efek PPKM ini memberikan wawasan penting bagi pemerintah dan pembuat kebijakan untuk merancang kebijakan pengendalian polusi udara ke depan.

Dari perspektif kebijakan, ini punya nilai tambah besar: kita tidak lagi hanya punya data rata-rata kota, tetapi peta jalan mana yang lebih tercemar, pada jam berapa, dan di kondisi apa.

Selain itu, Prof. Munir juga memaparkan pengembangan alat uji yang lebih representatif untuk paparan polusi pada pengendara sepeda motor, menggunakan simulasi manekin. Ini membantu peneliti memahami paparan polusi dan menilai efektivitas masker yang tepat dalam mengurangi polutan yang terhirup saat berkendara. Bagian ini terasa sangat relevan untuk Indonesia, karena sepeda motor adalah moda utama bagi jutaan orang. Paparan polusi pada pengendara motor bukan kasus pinggiran, melainkan pengalaman harian.

Dan ketika paparan bisa diukur secara lebih akurat, diskusi tentang masker dan perlindungan diri tidak lagi sekadar opini, tetapi menjadi berbasis data.

 

3. Kontrol Paparan: Kenapa Filter Tidak Cukup “Menahan Debu”, tapi Harus Menang di Efisiensi dan Tetap Bisa Bernapas

Setelah membahas pemantauan kualitas udara, Prof. Muhammad Miftahul Munir membawa kita ke pertanyaan yang lebih “langsung ke tubuh”: kalau kita sudah tahu udara kotor, bagaimana cara mengurangi paparan?

Jawabannya sering terdengar sederhana: pakai masker atau filter.

Namun orasi ini menunjukkan bahwa filter bukan urusan sederhana. Filter adalah masalah keseimbangan antara dua hal yang saling tarik menarik:

1. efisiensi filtrasi (seberapa banyak partikel yang bisa ditangkap)

2. pressure drop (seberapa besar hambatan udara ketika kita bernapas melewati filter)

Bagi pengguna sehari-hari, pressure drop ini terasa sebagai “masker bikin sesak”. Banyak orang akhirnya memakai masker longgar atau bahkan menurunkan masker karena tidak nyaman. Dan pada titik itu, efisiensi filtrasi yang tinggi menjadi tidak berarti, karena kepatuhan pengguna menurun.

Ini penting karena kontrol paparan bukan hanya persoalan teknologi, tetapi juga perilaku manusia. Filter terbaik adalah filter yang dipakai, bukan filter yang hanya bagus di spesifikasi.

Orasi Prof. Munir juga menegaskan bahwa untuk memahami performa filter, kita butuh alat ukur yang tepat. Karena tanpa alat ukur, klaim efisiensi sering menjadi sekadar iklan.

Di sinilah instrumentasi kembali masuk. Prof. Munir menjelaskan bahwa performa filter bisa diuji menggunakan instrumen seperti CPC (condensation particle counter) untuk mengukur konsentrasi partikel, serta SMPS untuk mengukur distribusi ukuran partikel.

Selain itu, untuk menguji filter secara sistematis, dibutuhkan sistem aliran udara dan pengaturan parameter yang memastikan hasil pengujian bisa diulang dan dibandingkan.

Orasi juga menyinggung bahwa dalam penelitian, timnya merancang alat uji filtrasi partikel, dengan kemampuan menghasilkan aerosol dan mengukur konsentrasi sebelum dan sesudah filter.

Bagian ini terlihat teknis, tetapi signifikansinya besar: alat uji memungkinkan standar performa filter bisa dibangun secara objektif.

Karena pada akhirnya, kontrol paparan polusi udara tidak cukup hanya dengan “memproduksi masker”, tetapi membutuhkan ekosistem riset dan pengujian yang menjamin masker tersebut benar-benar bekerja pada ukuran partikel yang berbahaya, terutama PM2,5 dan nanopartikel.

Dan di sinilah kita sampai pada persoalan paling krusial: bagaimana membuat filter yang punya pori kecil untuk menahan partikel halus, tetapi tidak membuat orang sulit bernapas?

Jawabannya masuk ke konsep material dan struktur serat, yang menjadi jantung bagian berikutnya.

 

4. Nanofiber dan Electrospinning: Ketika Limbah Plastik Bisa Menjadi Filter Berkinerja Tinggi

Jika orang awam melihat filter sebagai “kain biasa”, dunia instrumentasi aerosol melihat filter sebagai struktur serat yang bisa direkayasa.

Prof. Munir menyoroti teknologi nanofiber sebagai kandidat material filter yang sangat kuat. Kenapa nanofiber? Karena serat dengan diameter sangat kecil punya luas permukaan yang besar, dan struktur jejaringnya dapat menangkap partikel halus dengan lebih efektif.

Namun nanofiber bukan hanya soal kecilnya serat. Ia juga soal metode pembuatan yang memungkinkan karakteristik serat diatur: diameter, kerapatan, distribusi pori, dan orientasi serat.

Orasi ini memaparkan bahwa salah satu metode pembuatannya adalah electrospinning.

Secara naratif, electrospinning adalah cara membuat serat sangat halus dengan bantuan gaya listrik, sehingga larutan polimer ditarik menjadi serat mikro hingga nano dan membentuk lapisan filter. Dengan metode ini, filter bisa didesain agar:

• efisiensi filtrasi tinggi untuk partikel kecil

• pressure drop tetap rendah atau tidak berlebihan

• struktur serat stabil dan konsisten

Yang membuat riset Prof. Munir terasa sangat “Indonesia” adalah bagaimana ia menghubungkan inovasi filter dengan isu besar lain: limbah plastik.

Orasi menyebut bahwa timnya mengembangkan nanofiber filter dari hasil daur ulang botol plastik.

Ini penting karena polusi udara dan polusi plastik adalah dua krisis lingkungan yang sering dibahas terpisah. Padahal keduanya bisa dipertemukan dalam satu solusi: limbah plastik sebagai bahan baku filter kualitas udara.

Secara strategi, ini punya beberapa makna sekaligus:

• mengurangi limbah plastik yang sulit ditangani

• menghasilkan material bernilai tambah

• meningkatkan peluang produksi filter lokal

• mendukung kemandirian teknologi pengendalian polusi udara

Bagian ini juga memberi kesan bahwa penelitian instrumentasi aerosol bukan hanya “mengukur polusi”, tetapi membangun rantai solusi dari hulu ke hilir:

• dari pemantauan (monitoring)

• menuju pengujian perlindungan (testing)

• menuju pengembangan material kontrol paparan (filter)

Dan ketika filter bisa dibuat dari bahan daur ulang, riset tersebut bukan hanya relevan untuk kesehatan, tetapi juga relevan untuk ekonomi sirkular.

Orasi ini pada akhirnya mengarah pada gambaran yang cukup jelas: kota membutuhkan data kualitas udara yang lebih detail, warga membutuhkan perlindungan yang efektif, dan negara membutuhkan kemampuan produksi serta pengujian sendiri.

Ketika instrumentasi dan material filter dikembangkan di dalam negeri, maka kontrol kualitas udara tidak lagi bergantung pada impor teknologi dan impor standar.

 

5. Roadmap Kualitas Udara: Dari Sensor, Data, hingga Kebijakan yang Tidak Lagi “Buta Lokasi”

Orasi Prof. Muhammad Miftahul Munir pada dasarnya menawarkan satu roadmap yang sangat realistis untuk pengendalian kualitas udara: kualitas udara hanya bisa dikendalikan jika ia bisa diukur dengan baik, dan pengukuran yang baik hanya berguna jika datanya cukup detail untuk menjadi dasar kebijakan.

Di banyak kota, kebijakan kualitas udara sering bersifat “generik”: seolah satu kota punya satu kualitas udara yang sama. Padahal pengalaman warga tidak pernah sesederhana itu. Ruas jalan besar berbeda dengan gang kecil. Kawasan industri berbeda dengan kawasan hunian. Jam sibuk berbeda dengan jam sepi.

Orasi ini menegaskan bahwa aerosol dan particulate matter adalah komponen kunci pencemar, dan PM2,5 serta nanopartikel adalah ancaman besar karena mampu masuk lebih dalam ke sistem pernapasan bahkan sampai ke sistem sirkulasi.

Maka, roadmap pengendalian yang masuk akal harus dimulai dari penguatan sistem pemantauan.

5.1 Mendorong “monitoring yang lebih adil” lewat sensor murah yang dikalibrasi

Salah satu kontribusi paling penting dari orasi ini adalah menempatkan low-cost sensor sebagai alat yang potensial, tetapi tidak boleh dipakai secara naif.

Prof. Munir menekankan masalah sensor murah yang sering tidak terkalibrasi dan tidak akurat.
Solusinya bukan menolak sensor murah, melainkan membangun ekosistem kalibrasi.

Kalibrasi sensor menggunakan ruang aerosol, sumber PM2,5, dan instrumen referensi seperti CPC menghasilkan sensor yang memiliki hubungan linear tinggi pada rentang tertentu.
Artinya, sensor murah bisa menjadi alat yang kredibel selama penggunaannya tidak keluar dari batas valid dan koreksi non-linearitasnya dipahami.

Ini memberi jalan yang sangat relevan bagi kota-kota di Indonesia: daripada menunggu banyak stasiun tetap yang mahal, kota bisa membangun jaringan sensor portable yang dikalibrasi dengan standar yang jelas.

5.2 Mobile monitoring membuat polusi terlihat sebagai peta, bukan angka rata-rata

Orasi ini menekankan nilai mobile monitoring karena bisa meningkatkan granularitas pengukuran.

Ketika sensor dipasang pada alat bergerak, kemudian dikombinasikan dengan GPS dan pengiriman data ke server, maka kualitas udara berubah dari “laporan bulanan” menjadi peta dinamis.

Studi kasus di Bandung menunjukkan bahwa pengukuran PM2,5 menggunakan sepeda mampu memperlihatkan lokasi jalan yang tercemar dengan jelas, dan dampak kebijakan PPKM terhadap polusi juga terlihat.

Ini mengubah cara kebijakan bekerja:

• kebijakan tidak lagi mengandalkan perasaan

• kebijakan punya target lokasi

• evaluasi kebijakan bisa diuji sebelum–sesudah

Dan di sini terlihat hubungan langsung antara instrumentasi dan governance. Tanpa data detail, kebijakan sering memukul rata. Dengan data detail, kebijakan bisa lebih tajam dan lebih efisien.

5.3 Kontrol paparan butuh perlindungan yang bisa diuji, bukan hanya dipercayai

Kota yang mampu mengukur polusi tetap butuh solusi untuk melindungi warganya, terutama kelompok yang terpapar harian seperti pengendara motor, pekerja lapangan, atau masyarakat yang tinggal di dekat sumber emisi.

Orasi Prof. Munir memperlihatkan bahwa paparan pengendara motor bisa diteliti dengan pendekatan simulasi manekin, sehingga efektivitas masker dapat diukur secara lebih objektif.

Ini penting karena diskusi masker sering terjebak pada opini.

Dan ketika masuk ke pengembangan filter, orasi menekankan keseimbangan antara efisiensi filtrasi dan pressure drop. Filter yang terlalu “rapat” mungkin menahan partikel lebih baik, tetapi membuat orang sulit bernapas, lalu pengguna tidak konsisten memakainya.

Karena itu, pendekatan riset harus berbasis instrumentasi pengujian, bukan sekadar klaim.

5.4 Solusi material: nanofiber dan peluang produksi filter lokal berbasis daur ulang plastik

Bagian nanofiber adalah contoh bagaimana roadmap kualitas udara tidak berhenti di monitoring, tetapi masuk ke hilir: pengembangan material.

Electrospinning digunakan sebagai metode untuk membuat nanofiber filter.
Dan yang paling menarik, material filter ini bisa berasal dari daur ulang botol plastik.

Di sini ada dua masalah besar yang disatukan:

• polusi udara yang perlu kontrol paparan

• limbah plastik yang perlu solusi pemanfaatan ulang

Jika ini dikembangkan dengan serius, maka kualitas udara tidak lagi menjadi isu yang selalu bergantung pada impor instrumen dan impor material. Ada peluang kemandirian teknologi.

 

6. Kesimpulan: Kualitas Udara Tidak Bisa Dikendalikan Tanpa Instrumentasi yang Membaca Realitas Kota

Orasi Prof. Muhammad Miftahul Munir menunjukkan bahwa perjuangan melawan polusi udara tidak dimulai dari slogan, tetapi dari kemampuan mengukur partikel yang tidak terlihat. Aerosol sebagai sistem partikel cair atau padat tersuspensi di udara dapat berasal dari alam maupun aktivitas manusia. Pencemar udara mencakup gas seperti NOx, COx, SOx serta particulate matter (PM) seperti PM10 dan PM2,5. Partikel yang lebih kecil bahkan bisa mencapai alveoli dan masuk ke sistem sirkulasi darah, membuat risiko kesehatan menjadi lebih serius.

Namun risiko yang besar tidak otomatis menghasilkan kebijakan yang kuat, karena kebijakan membutuhkan data. Di sinilah instrumentasi aerosol menjadi kunci. Instrumen standar dan stasiun tetap memang akurat, tetapi mahal dan jumlahnya terbatas. Sensor murah lebih mudah didistribusikan, tetapi sering tidak akurat jika tidak terkalibrasi. Orasi ini menunjukkan bahwa sensor low-cost dapat menjadi solusi jika diuji dan dikalibrasi secara sistematis, misalnya menggunakan ruang aerosol dengan sumber PM2,5 serta instrumen referensi seperti CPC.

Pendekatan mobile monitoring memperbesar dampaknya karena memungkinkan pengukuran yang lebih granular di tingkat jalan, dan dapat mengirimkan data lengkap dengan koordinat GPS. Studi di Bandung menunjukkan bahwa kebijakan seperti PPKM dapat terlihat dampaknya pada tingkat polusi udara, dan lokasi-lokasi tercemar dapat dipetakan secara jelas. Ini mengubah kualitas udara dari “angka rata-rata kota” menjadi peta risiko yang lebih realistis.

Di sisi kontrol paparan, orasi ini menekankan bahwa perlindungan seperti masker dan filter harus diuji performanya. Efisiensi filtrasi harus seimbang dengan pressure drop agar perlindungan efektif sekaligus nyaman dipakai. Riset filter berbasis nanofiber dengan metode electrospinning menunjukkan peluang untuk menghasilkan filter berkinerja tinggi, bahkan dari daur ulang botol plastik, sehingga memberi manfaat ganda untuk kesehatan dan pengurangan limbah.

Bagi mahasiswa, orasi ini menunjukkan bahwa instrumentasi bukan hanya alat, tetapi cara mengubah masalah lingkungan menjadi data yang bisa dianalisis. Bagi pekerja dan pembuat kebijakan, orasi ini memberi pesan yang jelas: kota tidak bisa mengendalikan polusi udara jika ia tidak mampu membaca realitas udaranya sendiri. Monitoring yang detail, pengujian yang standar, serta inovasi material lokal adalah fondasi agar kualitas udara bisa benar-benar ditingkatkan secara sistematis.

 

Daftar Pustaka

Institut Teknologi Bandung. Orasi Ilmiah Guru Besar ITB Prof. Muhammad Miftahul Munir: Instrumentasi Aerosol untuk Monitoring dan Kontrol Kualitas Udara. 2024.

World Health Organization. WHO Global Air Quality Guidelines. 2021.

United States Environmental Protection Agency. Particulate Matter (PM) Basics and Health Effects. (diakses 2026).

Hinds, W. C. Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles. 1999.

Morawska, L., & Cao, J. Air quality monitoring and low-cost sensors: opportunities and limitations. (diakses 2026).

1. Pendahuluan

Indonesia sering disebut kaya sumber daya alam. Tapi ada satu ironi yang jarang dibahas dengan jujur: kekayaan itu tidak otomatis membuat kita berdaulat. Kekayaan hanya menjadi kekuatan ketika kita mampu mengolahnya.

Di sinilah orasi ilmiah Prof. Made Tri Ari Penia Kresnowati menempatkan teknologi bioproses sebagai jembatan strategis. Bukan sekadar teknologi pengolahan, melainkan strategi besar untuk membawa Indonesia menuju ekonomi berbasis bioekonomi—ekonomi yang bertumpu pada pemanfaatan sumber daya hayati dan biomassa secara optimal.

Orasi ini dimulai dari definisi yang sederhana namun kuat: teknologi bioproses adalah teknik untuk mengubah bahan baku menjadi berbagai produk atau jasa dengan memanfaatkan agensia biologis, seperti bakteri, ragi, jamur, alga, hingga sel tingkat tinggi, bahkan komponen sel seperti protein.

Yang dihasilkan pun tidak hanya satu jenis. Produk bioproses dapat berupa:

• produk pangan (contoh seperti coklat, gula, atau bahan berbasis biomassa untuk roti)

• produk energi

• produk kesehatan dan farmasi

• produk kimia secara umum

• jasa pengolahan limbah

Kalau kita baca dari perspektif mahasiswa dan pekerja, bioproses adalah konsep yang menggabungkan dua kebutuhan besar sekaligus: kebutuhan pangan dan kebutuhan energi. Keduanya adalah sektor yang akan terus ditekan oleh pertumbuhan penduduk, urbanisasi, perubahan iklim, dan dinamika global.

Yang membuat bioproses terasa semakin relevan adalah keunggulannya dibanding proses kimia konvensional. Dalam orasi ini disebutkan beberapa keunggulan utama:

• bisa dioperasikan pada temperatur dan tekanan moderat

• tidak membutuhkan katalis logam

• berlangsung lebih spesifik

• relatif mudah diterapkan di berbagai skala

Untuk memperjelas, Prof. Penia memberi ilustrasi yang sangat konkret melalui produksi xylitol, pemanis alternatif.

Xylitol dapat diproduksi melalui fermentasi menggunakan ragi pada temperatur sekitar 30–37°C, sedangkan proses kimia membutuhkan katalis logam berat seperti rutenium, temperatur sekitar 100–140°C, dan tekanan sekitar 5,5 MPa.

Contoh lain yang digunakan adalah produksi aspartam. Dengan proses enzimatik, produk yang dihasilkan lebih spesifik. Sementara proses kimiawi bisa menghasilkan isomer lain yang tidak manis.

Dua contoh ini memperlihatkan ide besar yang ingin ditekankan orasi ini: bioproses bukan hanya “lebih hijau”, tetapi lebih efisien dan lebih presisi.

Lalu Prof. Penia membawa pembahasan ke jantung orasinya: biomassa Indonesia.

Orasi ini tidak berbicara tentang biomassa sebagai konsep abstrak, tetapi sebagai komoditas nyata yang dekat dengan ekonomi Indonesia: kakao, singkong, dan tandan kosong kelapa sawit. Tiga biomassa ini dipilih bukan hanya karena jumlahnya besar, tetapi karena potensi peningkatan nilainya sangat tinggi, sementara pemanfaatannya masih menyisakan banyak masalah.

 

2. Kakao: Masalah “Murah” Bukan Karena Produksi Kecil, tapi Karena Prosesnya Tidak Optimal

Kakao adalah pembuka yang menarik, karena masalahnya bukan minim produksi. Indonesia justru disebut sebagai salah satu penghasil kakao terbesar di dunia, berada di peringkat tiga.

Namun yang membuat posisi ini terasa pahit adalah kenyataan bahwa kakao Indonesia masih dihargai murah. Prof. Penia menyebut salah satu penyebabnya: biji kakao Indonesia banyak yang tidak difermentasi.

Di titik ini, kita melihat bahwa persoalan nilai tambah sering bukan pada “berapa banyak produksi”, tetapi pada “seberapa matang proses pascapanen”.

Fermentasi bukan sekadar tahap tambahan. Dalam orasi ini, fermentasi disebut menentukan kualitas aroma dan rasa biji kakao. Untuk membuktikannya, tim Prof. Penia melakukan pemetaan metabolit dengan memvariasikan proses fermentasi dan pemanggangan.

Hasilnya menunjukkan pemisahan yang jelas: biji kakao yang tidak difermentasi berada dalam satu kelompok yang sama, sementara biji kakao yang difermentasi (dengan variasi proses pemanggangan) terkumpul pada kelompok lain.

Secara analitis, temuan ini memberi dua pesan penting:

1. fermentasi memang mengubah karakter kimia dan profil metabolit kakao secara signifikan

2. kualitas bukan sesuatu yang “muncul belakangan”, tetapi dibangun sejak proses awal

Lalu muncul pertanyaan berikutnya yang lebih praktis: kalau fermentasi penting, kenapa petani jarang melakukannya?

Orasi memberi jawaban yang sangat realistis: fermentasi berlangsung cukup lama. Padahal sebenarnya proses fermentasi kakao cukup sederhana dan bisa dilakukan oleh mikroba indigenus yang hadir secara alami pada biji kakao, termasuk ragi, bakteri asam laktat, dan bakteri asam asetat.

Di sinilah teknologi bioproses masuk sebagai solusi.

Tim Prof. Penia mencoba merekayasa proses dengan menambahkan starter mikroba di awal fermentasi, dengan tujuan mempersingkat waktu fermentasi. Hasilnya positif: penambahan starter dapat mempersingkat waktu fermentasi.

Langkah berikutnya menjadi jelas: jika starter bisa mempercepat, maka tantangan selanjutnya adalah membuat fermentasi mudah dilakukan oleh pelaku lapangan. Karena itu, Prof. Penia menekankan perlunya pengembangan reaktor-reaktor untuk pelaksanaan fermentasi kakao, agar proses fermentasi bisa dilakukan dengan lebih mudah.

Jika dibaca sebagai strategi industri, ini adalah peta hilirisasi yang cukup logis:

• identifikasi titik lemah kualitas (fermentasi tidak dilakukan)

• buktikan dampaknya melalui metabolit profiling

• percepat proses lewat starter

• kembangkan reaktor agar bisa diterapkan di lapangan

• tingkatkan nilai jual kakao nasional

Bagi mahasiswa, bagian kakao ini menunjukkan bahwa bioproses bukan sekadar fermentasi, tetapi manajemen kualitas berbasis sains. Bagi pekerja, terutama di rantai pasok pangan, bagian ini menunjukkan bahwa peningkatan nilai tambah sering dimulai dari intervensi proses yang terlihat kecil, tetapi dampaknya besar.

 

3. Singkong: Ketahanan Pangan Tidak Cukup dengan Produksi Tinggi, Kalau Umur Simpannya Pendek dan Prosesnya Tidak Higienis

Setelah membahas kakao, Prof. Made Tri Ari Penia Kresnowati menggeser fokus ke biomassa yang lebih dekat dengan isu pangan nasional: singkong.

Singkong sering dipandang sebagai “pangan alternatif” atau bahan pangan sekunder. Padahal dalam orasi ini, singkong diposisikan sebagai salah satu tanaman pangan dominan di Indonesia, dan bahkan punya produktivitas yang sangat tinggi dibanding tanaman pangan lainnya.

Di tengah jumlah penduduk Indonesia yang besar, singkong punya nilai strategis karena ia dapat menopang ketahanan pangan. Orasi menyebut bahwa pada tahun 2020 jumlah penduduk Indonesia sudah mencapai 274,8 juta jiwa. Jika kebutuhan pangan semakin besar, maka tanaman dengan produktivitas tinggi seperti singkong tidak mungkin dibiarkan hanya menjadi bahan baku tapioka atau gaplek.

Namun masalah singkong bukan di produksinya. Masalahnya adalah “keterbatasan kualitas fungsi” dan “keterbatasan umur simpan”.

Prof. Penia menjelaskan beberapa kelemahan utama singkong:

• umur simpan yang pendek

• kandungan sianogenik

• pemanfaatannya yang terbatas

Masalah sianogenik ini bukan detail kecil, karena berkaitan dengan aspek keamanan pangan. Sementara umur simpan yang pendek membuat singkong sulit diperlakukan sebagai komoditas yang fleksibel dalam rantai pasok. Singkong cepat rusak, sehingga nilainya sering jatuh dan petani tidak punya banyak ruang tawar.

Karena itu, riset Prof. Penia mencoba mengubah bukan sekadar bentuk singkong, tetapi karakteristik tepung singkongnya. Caranya adalah melalui fermentasi.

Fermentasi umbi singkong diklaim mampu:

• menurunkan kadar sianida

• menghilangkan aroma khas dan warna khas singkong

• meningkatkan potensi pemanfaatan tepung yang dihasilkan

Secara proses, alurnya terlihat sederhana: pengupasan kulit, pencucian, pemotongan atau penyerpihan, fermentasi, lalu pengeringan dan penggilingan.

Tetapi yang membuatnya menarik adalah bagian yang sering tidak dibahas dalam narasi inovasi pangan: bagaimana proses fermentasi dilakukan di masyarakat.

Prof. Penia menjelaskan bahwa praktik fermentasi tradisional sering dilakukan dengan cara serpihan singkong diletakkan dalam karung, lalu ditenggelamkan atau diletakkan dalam kolam atau bak terbuka. Sistem seperti ini punya banyak kelemahan:

• kapasitas produksi rendah

• efisiensi ruang terbatas

• waktu proses lama

• proses tidak terkontrol

• tidak higienis

Di sinilah teknologi bioproses bekerja bukan sekadar di level mikroba, tetapi di level desain sistem.

Tim Prof. Penia mulai dengan skala laboratorium untuk mengolah 3–5 kg singkong dengan modifikasi aliran untuk meningkatkan kontak antara mikroba dan singkong. Hasilnya, waktu fermentasi dapat dipersingkat menjadi 8 jam.

Namun yang lebih penting adalah langkah berikutnya: bagaimana membuat proses ini layak secara industri dan tetap higienis.

Prof. Penia memaparkan desain fermentor tertutup dengan konsep tray yang dapat bergerak, sehingga seluruh reaktor hanya perlu dibuka di sisi awal dan sisi akhir. Dengan cara ini, proses fermentasi dapat dijalankan lebih higienis.

Inovasi ini kemudian dibangun hingga skala semi-pilot untuk mengolah sekitar 72 kg singkong per hari, lalu ditingkatkan lagi hingga skala 1 ton singkong per hari.

Yang menarik, fasilitas skala 1 ton per hari ini ditempatkan di Lab Pabrik Pendidikan Teknik Pangan di Jatinangor, dan digunakan untuk mendukung perkuliahan evaluasi kinerja pabrik pangan bagi mahasiswa.

Ini memberi pesan penting: riset bioproses yang baik tidak berhenti pada prototipe, tetapi dibawa ke skala yang cukup dekat dengan industri, sekaligus menjadi media belajar bagi generasi berikutnya.

Orasi ini juga menyebut bahwa proses tersebut sudah diterapkan pada skala industri dengan dukungan alumni dan mitra, serta berkembang ke pengembangan produk turunannya seperti roti, mie, dan sereal sarapan.

Dengan kata lain, singkong tidak lagi hanya dipahami sebagai bahan pangan murah. Ia diposisikan sebagai biomassa strategis yang bisa naik kelas lewat bioproses dan rekayasa sistem produksi.

 

4. Tandan Kosong Sawit: Dari Limbah Raksasa ke Kilang Biomassa Terintegrasi

Jika kakao adalah masalah kualitas dan singkong adalah masalah umur simpan serta higienitas proses, maka tandan kosong kelapa sawit (TKS) adalah masalah skala.

Prof. Penia mengingatkan bahwa Indonesia adalah penghasil kelapa sawit terbesar di dunia. Namun produksi kelapa sawit bukan hanya menghasilkan minyak sawit, tetapi juga menghasilkan biomassa limbah pabrik sawit dalam jumlah sangat besar, termasuk tandan kosong, cangkang, dan serat.

Orasi memberi ilustrasi angka yang sangat kuat: untuk menghasilkan 1 ton crude palm oil (CPO), juga dihasilkan sekitar 1,1 ton tandan kosong sawit.
Dan pada tahun 2023, disebutkan produksi CPO mencapai 50 juta ton, sehingga kita bisa membayangkan volume TKS yang dihasilkan.

Di titik ini, TKS bukan sekadar “limbah”. Ia adalah bahan baku raksasa yang jika tidak dikelola akan menjadi beban lingkungan, tetapi jika diolah bisa menjadi sumber produk kimia bernilai.

Secara struktur, TKS adalah bahan lignoselulosa: selulosa dikelilingi hemiselulosa dan diikat lignin yang merupakan senyawa poliaromatik.

Untuk mengolah lignoselulosa menjadi produk, orasi memaparkan tahapan umum:

• perlakuan awal (pretreatment)

• hidrolisis enzimatik

• fermentasi

Lalu Prof. Penia menunjukkan portofolio produk yang dapat dihasilkan dengan memanfaatkan tiap fraksi utama TKS:

1. selulosa → hidrolisis, fermentasi, hilir → bioetanol

2. hemiselulosa → hidrolisis, fermentasi, hilir berbasis membran → xylitol (pemanis alternatif)

3. lignin → fermentasi dan proses hilir → vanilin (perisa pangan)

4. sisa kandungan minyak dalam TKS → fermentasi fasa padat dan ekstraksi → karoten (provitamin A)

Sampai di sini, orasinya sudah memberi gambaran lengkap: TKS bisa menjadi sumber bahan bakar, pemanis, aditif pangan, hingga senyawa bernilai tinggi untuk nutrisi.

Namun Prof. Penia tidak berhenti pada daftar produk. Ia justru menunjukkan kelemahan pendekatan yang umum terjadi: proses-proses ini sering dilakukan terpisah.

Misalnya, jika fokus hanya pada selulosa untuk bioetanol, maka komponen lain seperti hemiselulosa atau sisa minyak bisa terbuang. Jika fokus hanya pada produk lain, fraksi lain juga bisa tidak termanfaatkan.

Masalah utamanya adalah: biomassa yang kaya komponen sering diperlakukan sebagai bahan yang hanya diambil satu bagian, sisanya dibuang.

Karena itu, Prof. Penia membawa kita ke konsep yang lebih matang: kilang biomassa terintegrasi.

Kilang biomassa terintegrasi berarti mengintegrasikan berbagai proses pengolahan agar seluruh komponen biomassa termanfaatkan, sehingga tidak ada yang terbuang menjadi sampah.

Dalam upaya tersebut, timnya mengembangkan fraksionasi lignin, xilosa, dan glukosa secara optimal melalui variasi konfigurasi pretreatment dan hidrolisis.

Contohnya, steam explosion digunakan sebagai tahapan awal untuk memperoleh selulosa. Jika diikuti hidrolisis, maka glukosa dan xilosa dapat diambil dalam jumlah besar pada hidrolisat, sementara lignin dapat diambil pada cairan samping (black liquor), dengan gula yang terbuang minimal.

Namun ada trade-off. Ketika steam explosion dikombinasikan dengan fermentasi fasa padat sebelumnya, selain glukosa, xilosa, dan lignin, juga bisa diperoleh karoten bernilai tinggi pada proses awal. Tetapi dalam konfigurasi ini, lignin bisa terbawa glukosa dan xilosa dalam jumlah signifikan sehingga sulit dimanfaatkan, sehingga dibutuhkan optimasi lanjutan.

Bagian ini menunjukkan wajah asli riset bioproses: bukan sekadar “bisa jadi produk A”, tetapi bagaimana mengatur konfigurasi proses agar menghasilkan fraksi dengan kemurnian dan pemanfaatan maksimum.

Dan dari sini pesan besarnya mengeras: jika Indonesia ingin masuk ke bioekonomi, kita tidak cukup punya biomassa. Kita harus punya sistem pengolahan yang terintegrasi, efisien, dan mampu memaksimalkan seluruh fraksi biomassa.

 

5. Kenapa Bioekonomi Butuh Teknologi Bioproses: Nilai Tambah, Kemandirian Industri, dan Prinsip “Tidak Ada yang Menjadi Sampah”

Kalau kita membaca orasi Prof. Made Tri Ari Penia Kresnowati sebagai satu garis besar strategi, maka teknologi bioproses sebenarnya sedang menjawab pertanyaan yang sangat mendasar bagi Indonesia: bagaimana negara kaya biomassa bisa berhenti menjadi pemasok bahan mentah murah?

Bioekonomi bukan sekadar tren kata. Bioekonomi adalah cara memindahkan pusat nilai dari “ekstraksi” menjadi “transformasi”.

Dan bioproses adalah mesin transformasinya.

Prof. Penia menjelaskan bahwa bioproses memanfaatkan agensia biologis seperti bakteri, ragi, jamur, alga, hingga komponen sel seperti enzim dan protein untuk mengubah bahan baku menjadi produk atau jasa. Keunggulan bioproses bukan hanya pada label ramah lingkungan, tetapi juga pada logika efisiensi: operasi pada temperatur dan tekanan moderat, tanpa katalis logam, spesifik, dan bisa diadaptasi di banyak skala.

Di sisi lain, orasi ini secara tidak langsung memperlihatkan dua masalah utama Indonesia:

1. banyak biomassa belum dimanfaatkan secara optimal

2. jika dimanfaatkan pun sering hanya mengambil satu fraksi dan membuang sisanya

Dari sinilah konsep “tidak ada yang menjadi sampah” menjadi bukan sekadar slogan, tetapi prinsip desain industri.

5.1 Nilai tambah dimulai dari proses, bukan dari branding

Studi kakao adalah contoh paling sederhana.

Indonesia bisa berada di peringkat tiga produsen kakao dunia, tetapi tetap dihargai murah karena biji kakao banyak yang tidak difermentasi. Artinya, kualitas bukan “ditambahkan di akhir”, tetapi dibangun sejak proses awal.

Riset Prof. Penia menunjukkan bahwa fermentasi mengubah profil metabolit kakao dengan jelas, dan penambahan starter dapat mempersingkat waktu fermentasi.

Secara praktis, kalau fermentasi bisa dipercepat, maka hambatan utama di lapangan berkurang. Lalu, ketika reaktor fermentasi dikembangkan agar proses lebih mudah dilakukan, jalur hilirisasi menjadi lebih realistis: petani tidak dipaksa melakukan proses sulit, tetapi diberikan sistem yang memudahkan.

Dan di sinilah nilai tambah tercipta. Bukan karena branding “kakao premium”, tetapi karena prosesnya benar-benar menghasilkan kualitas premium.

5.2 Ketahanan pangan bukan hanya soal produksi, tetapi soal stabilitas rantai pasok dan keamanan konsumsi

Studi singkong menunjukkan hal lain: ketahanan pangan tidak cukup dengan produktivitas tinggi jika umur simpan pendek dan pengolahannya tidak higienis.

Fermentasi singkong mampu menurunkan kadar sianida, menghilangkan aroma serta warna khas, dan meningkatkan potensi pemanfaatannya. Tetapi orasi ini juga menunjukkan sisi yang sering luput: metode tradisional yang tidak terkontrol dan tidak higienis membuat proses sulit ditingkatkan ke skala industri.

Inovasi fermentor tertutup berbasis tray yang bergerak memperlihatkan bahwa bioproses bukan hanya soal mikroba, tetapi soal rekayasa proses dan desain alat.

Ketika fermentasi bisa dipersingkat menjadi sekitar 8 jam, lalu ditingkatkan ke skala puluhan kilogram hingga 1 ton per hari, maka singkong berubah status: dari bahan pangan yang cepat rusak menjadi bahan baku industri pangan yang lebih stabil dan fleksibel.

Di sinilah bioekonomi berhubungan langsung dengan ketahanan pangan. Produk turunannya seperti roti, mie, dan sereal sarapan menunjukkan bahwa biomassa lokal bisa naik kelas jika prosesnya dirancang secara industri.

5.3 Bioenergi dan bahan kimia bernilai: sawit bukan hanya minyak, tetapi sistem kilang biomassa

Kasus tandan kosong sawit (TKS) memperlihatkan skala yang lebih besar dan lebih strategis.

Untuk 1 ton CPO, dihasilkan sekitar 1,1 ton TKS. Dengan produksi CPO yang disebut mencapai 50 juta ton pada 2023, volume TKS menjadi sangat besar.

Jika TKS dibiarkan, ia menjadi beban. Jika diolah, ia menjadi aset.

Orasi menjelaskan bahwa TKS sebagai lignoselulosa dapat diolah melalui pretreatment, hidrolisis enzimatik, dan fermentasi.

Yang lebih menarik adalah portofolio produk yang bisa dihasilkan dari fraksi berbeda:

• bioetanol dari selulosa

• xylitol dari hemiselulosa

• vanilin dari lignin

• karoten dari sisa minyak yang diolah lewat fermentasi fasa padat

Namun Prof. Penia menegaskan kelemahan pendekatan terpisah: kalau proses hanya mengejar satu produk, fraksi lain terbuang. Di sinilah konsep kilang biomassa terintegrasi menjadi penting: mengintegrasikan proses agar seluruh komponen termanfaatkan dan tidak ada yang terbuang menjadi sampah.

Secara analitis, ini adalah bentuk bioekonomi yang matang. Karena ekonomi berbasis biomassa yang hanya memproduksi satu output tetap rentan dan boros. Tetapi sistem terintegrasi menghasilkan multi-produk, lebih tahan terhadap fluktuasi pasar, dan lebih efisien terhadap bahan baku.

Dan di level negara, ini juga menyentuh agenda kemandirian industri: bahan baku lokal diproses di dalam negeri, menghasilkan produk bernilai tinggi, bukan hanya komoditas mentah.

 

6. Kesimpulan: Biomassa Indonesia Akan Tetap Murah Jika Tidak Diolah, dan Bioproses adalah Jalur Naik Kelasnya

Orasi Prof. Made Tri Ari Penia Kresnowati memperlihatkan bahwa teknologi bioproses adalah fondasi penting untuk membangun bioekonomi Indonesia. Bioproses memanfaatkan agensia biologis untuk mengubah bahan baku menjadi berbagai produk pangan, energi, kesehatan, kimia, hingga jasa pengolahan limbah, dengan keunggulan proses yang lebih moderat dan lebih spesifik dibanding proses kimia konvensional.

Melalui studi kakao, orasi ini menunjukkan bahwa persoalan nilai tambah sering terjadi karena proses yang tidak optimal, seperti biji kakao yang tidak difermentasi sehingga kualitas aroma dan rasa turun dan harga menjadi murah. Fermentasi yang dipercepat dengan starter dan dukungan pengembangan reaktor menjadi jalur nyata untuk memperbaiki kualitas dan meningkatkan nilai jual.

Melalui studi singkong, orasi ini memperlihatkan bahwa ketahanan pangan tidak cukup hanya dengan produktivitas tinggi. Umur simpan singkong yang pendek dan adanya kandungan sianogenik menjadi hambatan, yang dapat diatasi lewat fermentasi terkontrol dan higienis. Inovasi fermentor tertutup berbasis tray serta peningkatan skala produksi hingga 1 ton per hari menunjukkan bahwa bioproses dapat dijembatani menuju implementasi industri.

Melalui studi tandan kosong sawit, orasi ini menunjukkan potensi biomassa dalam skala raksasa. TKS bukan hanya limbah, tetapi sumber lignoselulosa yang dapat diolah menjadi berbagai produk seperti bioetanol, xylitol, vanilin, dan karoten. Namun pendekatan yang terpisah-pisah akan membuang banyak fraksi. Karena itu, kilang biomassa terintegrasi menjadi kunci untuk memastikan semua komponen biomassa termanfaatkan dan tidak ada yang menjadi sampah.

Bagi mahasiswa, orasi ini memberi gambaran bahwa bioteknologi dan rekayasa bioproses bukan disiplin sempit, melainkan bidang strategis yang menghubungkan pangan, energi, industri, dan keberlanjutan. Bagi pekerja, terutama di industri pangan, perkebunan, dan energi, orasi ini menunjukkan bahwa biomassa lokal hanya akan menjadi kekuatan ekonomi jika ada teknologi pengolahan yang mampu menciptakan nilai tambah secara konsisten dan terukur.

Pada akhirnya, biomassa Indonesia akan tetap murah jika tidak diolah. Dan bioproses adalah jalur naik kelasnya.

 

 

 

Daftar Pustaka

Institut Teknologi Bandung. Orasi Ilmiah Guru Besar ITB Prof. Made Tri Ari Penia Kresnowati: Teknologi Bioproses untuk Pengolahan Biomassa. 2024.

OECD. The Bioeconomy to 2030: Designing a Policy Agenda. 2009.

International Energy Agency. Bioenergy and biorefineries: technology pathways and outlook. (diakses 2026).

UN FAO. Cassava: value chains, processing, and food security. (diakses 2026).

European Bioplastics. Biorefineries and biomass valorization for sustainable products. (diakses 2026).