Pelampung sebagai bagian dari sistem peringatan dini tsunami tidak lagi dioperasikan karena tersangkut banyak kendala. Mulai tahun ini dirintis penggunaan sistem baru berbasis kabel serat optik. Inovasinya pun telah tercipta.
Kejadian tsunami Aceh pada 26 Desember 2004, yang begitu besar dampaknya, mendorong Pemerintah membangun sistem peringatan dini tsunami yang disebut Indonesia Tsunami Early Warning System (InaTEWS). Salah satu bagian jejaring itu adalah pelampung pemantau (bouy) tsunami yang disebut Deep-Ocean Assessment and Reporting of Tsunami (DART).
Sarana pemantau itu terdiri atas pelampung yang dihubungkan kabel ke sensor tekanan di dasar laut. Sensor itu memberi data kenaikan tekanan di dasar laut saat gelombang tinggi di permukaan laut. Data sensor itu dikirim secara telemetri ke unit penerima di pelampung di permukaan laut. Dengan antena di pelampung, data dipancarkan ke satelit, diteruskan ke server di pusat peringatan dini tsunami.
Namun, InaTEWS yang dibangun sejak 2008 belum terbukti menyelamatkan jiwa, termasuk saat tsunami di Teluk Palu. Sistem peringatan dini tsunami itu juga hanya disiapkan mengantisipasi tsunami yang dipicu gempa bumi (Kompas, 26/12/2018).
Penerapan Sistem DART yang dikenalkan Badan Atmosfer dan Kelautan Nasional Amerika Serikat (NOAA) pada 2003 di Pasifik itu mendeteksi tsunami di perairan Chile dan Peru. Penempatan 10 bouy tsunami di perairan Indonesia tak tahan lama karena vandalisme, terseret kapal, dan hanyut.
Selain itu, sistem pelampung tsunami ini membutuhkan biaya 125.000 dollar AS per tahun. Selama pengoperasiannya, bouy harus ditinjau periodik dengan kapal untuk penggantian baterai dan komponen lain.
Sensor laser
Kejadian tsunami di Indonesia yang menimbulkan banyak korban jiwa mendorong pemerintah membangun kembali pemantau tsunami sebagai bagian sistem peringatan dini tsunami. Menurut Deputi Bidang Geofisika Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG), Muhamad Sadly, di bawah koordinasi Kementerian Koordinator Bidang Kemaritiman, BMKG bermitra dengan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi menerapkan sistem pemantau tsunami berbasis kabel serat optik (cable based tsunami-meter/CBT) mulai tahun 2019.
Sistem itu teruji kelayakannya di Jepang. Perekayasa dari Laboratorium Otomasi Balai Teknologi Mesin Perkakas Produksi dan Otomasi BPPT, Iyan Turyana, mengatakan, teknologi sensor dari Jepang yang akan dipakai itu perlu dimodifikasi agar bisa digabung dengan kabel komunikasi data komersial.
Sebelum melaksanakan proyek pengembangan CBT berteknologi Jepang itu, BPPT pernah merancang CBT berteknologi AS dengan panjang kabel 3,5 kilometer. Uji coba sistem pemantau itu dilaksanakan di Pamengpeuk, Garut, pada 2012. ”Proyek ini tak berlanjut karena kendala dana,” kata Iyan.
Teknologi laser
Penguasaan teknologi sensor laser untuk memantau tsunami dilakukan peneliti dari Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Bambang Widiyatmoko. Dalam pengembangan sistem sensor itu, ia bermitra dengan peneliti dari Lembaga Penelitian Nasional untuk Ilmu Bumi dan Bencana Jepang (NIED), Shoji Sakata.
Riset itu dilakukan Bambang seusai menempuh pendidikan S-2 dan S-3 di Tokyo Institute of Technology dan mendirikan perusahaan rintisan di Jepang. Riset itu dihasilkan sensor tsunami berbasis model Fabry-Perot (FP) pada 2004. Uji coba alat itu dilakukan di Pelabuhan Hamamatsu, Jepang.
Pengembangan sensor tsunami FP terkait Proyek S-net di Jepang untuk membangun jaringan dasar laut skala besar dari 150 observatorium kabel di sekitar Jepang. S-net mencakup wilayah seluas 1.000 km x 300 km di lepas pantai Pasifik Jepang dengan jarak stasiun 30-50 km memakai optik kabel sepanjang 5.800 km.
Jadi, NIED bertanggung jawab atas proyek yang didukung MEXT (Departemen Pertahanan Pendidikan, Budaya, Olahraga, Sains dan Teknologi) secara finansial. Tujuan S-net adalah menyediakan data gempa dan tsunami in-situ dan seketika yang akan digunakan untuk pencegahan bencana.
Komponen utama Sensor Tsunami berbasis Fabry Perot, lanjut Bambang, adalah dua pasang resonator yang dipasang melintang pada penampang pipa berdiameter sekitar 10 sentimeter. Sistem sensor itu dalam pipa kedap air.
Posisi dua resonator itu saling menyilang dengan sudut 90 derajat dalam tabung PVC. Tiap resonator terdiri atas dua cermin, dipasang berhadapan. Jarak cermin itu sama untuk yang posisi vertikal dan horizontal.
Saat ada gelombang pasang laut lewat di atasnya, ada penambahan tekanan vertikal. Tekanan volume kolom air ditambah gelombang yang melintas mengubah bentuk penampang pipa dari lingkaran jadi elips. Itu mengubah jarak pasangan cermin vertikal dan horizontal. Perubahan di sensor mengindikasikan ada gelombang pasang tsunami.
Sensor itu disambungkan kabel serat optik. Prinsip kerja kabel itu adalah mengirim cahaya laser dari pusat pemantau di darat ke sensor di dasar laut. Sensor cermin itu akan kembali menembakkan cahaya itu ke pos pantau. Cahaya balik itu membawa informasi kondisi tekanan hidrostatik yang ditangkap sensor. Ketinggian tsunami 60 meter ditunjukkan dengan tekanan 6 bar pada alat itu.
Tekanan hidrostatik yang muncul bisa disebabkan tsunami dan gelombang lain seperti karena kapal lewat, tetapi pola grafik di layar monitor beda pola. ”Tekanan gelombang dari kapal pola grafik lurus, tetapi tekanan karena tsunami zig-zag atau naik-turun seperti grafik gempa,” urai Bambang.
”Saat terjadi pergerakan air laut tak biasa atau tekanan berubah, sensor deteksi membelokkan cahaya yang jadi tanda peringatan bahaya tsunami ke pos pemantau,” ujarnya.
Saat terjadi pergerakan air laut tak biasa atau tekanan berubah, sensor deteksi membelokkan cahaya yang jadi tanda peringatan bahaya tsunami ke pos pemantau.
Di Indonesia, Bambang mengembangkan sensor tsunami berbasis model Fiber Bragg Grating (FBG). Cara kerja sensor FBG sama dengan sensor FP, tetapi yang berubah panjang gelombang cahayanya dan dikonversikan ke tekanan yang mengenainya. Pembacaan tekanan gelombang tsunami memakai penganalisis spektrum optik. Perubahan tekanan akan menggeser panjang gelombang.
Sensor tsunami berbasis FBG punya sejumlah kelebihan, yaitu tanpa suplai daya, tanpa komponen aktif di sensor, bisa bersentuhan dengan air laut, tak membutuhkan bahan logam di sensor, aman dari gangguan manusia, dan biaya perawatan rendah. Rancangan Sensor tsunami berbasis FBG telah dipatenkan pada 2009.
Sistem sensor laser memiliki kelebihan dibandingkan sistem pelampung, yaitu tak membutuhkan suplai daya di laut. Semua komponen sensor di dasar laut sehingga aman dari pencurian atau terbawa arus. Sensor tsunami berbasis serat optik lebih efisien, perawatan mudah, dan bisa dibuat sendiri.
Biaya perawatan kecil untuk sistem terpasang di darat, tetapi biaya instalasi serat optik mahal. Karena itu, perlu kerja sama dengan pengelola palapa ring. Harga pemasangan kabel serat optik di bawah laut dengan empat core 5 dollar AS per meter, maka untuk panjang 20 km butuh dana Rp 1,5 miliar.
Pengembangan instrumentasi pemantau kebencanaan diperlukan untuk verifikasi dan melengkapi sistem peringatan dini. Sistem itu harus dikembangkan secara mandiri karena kondisi alam di Indonesia berbeda dengan area lain dan agar pemeliharaannya tak tergantung pihak asing. Pengembangan alat perlu pendanaan berkelanjutan. Pengoperasian sensor laser tsunami membutuhkan dana Rp 5 miliar per tahun.
