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:
-
efisiensi filtrasi (seberapa banyak partikel yang bisa ditangkap)
-
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).