Utak-atik Mikroalga untuk Bangunan Lebih Sehat

NOVEMBER lalu, Muhammad Haikal Algifari, bersama rekannya, Ridzik Malky Daniel, mengharumkan nama SMA Sukma Bangsa Lhokseumawe, Aceh, dengan meraih juara I pada ajang Lomba Karya Ilmiah Remaja (LKIR) 2020.

Dalam kompetisi yang rutin diselenggarakan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) saban tahun itu, keduanya mendulang prestasi lewat penelitian berjudul Evaluasi Model Konstruksi Facade Fotobioreaktor Chlorella Pyrenoidosa terhadap Mikroklimat Ruangan dan Daya Tumbuh Jamur Asspergillus Niger.

Haikal mengaku tidak menyana ia dan Ridzik bisa lolos dan bahkan menjadi jawara mengingat persaingan yang amat ketat, dengan semua peserta dibimbing langsung oleh para peneliti LIPI. Timnya dibimbing Dr Nofdianto, Peneliti Perairan Darat, LIPI, di samping Guru Biologi SMA Sukma Bangsa Lhokseumawe, Fauza Azima. Dengan kemenangan tersebut, Haikal dan Ridzik berkesempatan mewakili Indonesia ke ajang Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF) 2021.

Beberapa waktu lalu, Muda sempat berbincang via telepon dengan Haikal perihal penelitian mereka yang ternyata amat terkait dengan masalah  bangunan dan lingkungan. Berikut petikannya.

Boleh diceritakan gambaran karya ilmiah yang kalian sertakan dalam LKIR?
Secara garis besar, goals project ini ialah membuktikan apakah pemasangan atau konstruksi fotobioreaktor mikroalga sebagai facade (muka/tampak depan) suatu bangunan dapat memengaruhi mikroklimat (suhu/kelembapan) ruangan atau tidak. Setelah membaca berbagai literatur, ternyata konstruksi facade fotobioreaktor ini dapat memengaruhi mikroklimat ruangan. Nah, kami membuat hipotesis bahwa mikroklimat yang dihasilkan pemasangan facade ini juga mampu memengaruhi pertumbuhan jamur berbahaya pada ruangan. Maka, kami lakukan penelitian untuk membuktikan hipotesis tadi.

Apa motivasi kalian meneliti jamur pada bangunan?
Motivasinya dari topik pemanasan global, lebih ke iklim. Karena isu ini memang tidak boleh diremehkan, bahkan ditaksir sebagai penyebab utama bencana hingga krisis yang bakal terjadi di dunia ke depan. Nah, salah satu penyebab terbesarnya ada pada sektor bangunan, selain juga pada sektor industri dan transportasi. Notabenenya karena pemakaian energi tak terbarukan yang besar. Apalagi pada bangunan, hampir rata-rata pemakaian listrik pada bangunan itu melebihi kebutuhan yang seharusnya.

Setelah pencarian panjang, dapat nih solusi yang buat kami tertarik, yaitu facade mikroalga. Sempat takjub karena facade mikroalga ini bener-bener banyak banget manfaat dan peluangnya dibanding instalasi alat ramah lingkungan lain seperti panel surya dan lain-lain.

Karena kan, mikroalga ini berfotosintesis, otomatis dia memanfaatkan sinar matahari dan CO2 untuk menghasilkan biomassa (yang dapat diolah menjadi bahan bakar dan produk lainnya) serta oksigen.

Dari situ kami memikirkan ide lain yang kira-kira dapat dijamin oleh adanya facade mikroalga ini selain energi. Akhirnya kepikiran negara-negara tropis seperti Indonesia rawan dengan perubahan iklim, yang membuat iklim mikro ruangan bakal labil di waktu-waktu tertentu. Perubahan itu pastinya mengganggu kenyamanan dari penghuninya. Beberapa referensi juga menunjukkan, ketidaknyamanan penghuni terhadap kondisi udara ruangan akan meningkatkan penggunaan sistem pengondisian ruangan, kalau dalam bangunan sistem ini disebut HVAC. Usut punya usut, sistem HVAC ini sangat bertangggung jawab terhadap besarnya penggunaan energi pada bangunan, bisa sampai 40%-60% dari total energi bangunan. Jadinya balik lagi deh ke masalah awal.

Apa risikonya dari mikroklimat ruangan yang buruk?
Itu berpotensi menimbulkan aktivitas jamur pada ruangan bisa di dinding hingga material, seperti karpet, wallpaper, dan lainnya. Nah, saya lihat ke rumah saya dan teman-teman juga punya masalah jamur, dan memang benar bahwa berdasarkan literatur, banyak ditemukan jamur ruangan dengan iklim mikro bermasalah. Yang lebih mengejutkan, jamur-jamur yang biasa ditemukan ini tergolong beracun dan berbahaya bagi kesehatan penghuni karena dia dapat menyebarkan spora dan juga senyawa volatil yang bersifat toksik. Ujungnyaujungnya  permasalahan mikroklimat yang buruk ditambah lagi aktivitas jamur ini dapat berujung pada fenomena SBS atau sick building syndrome atau bangunan sakit.

Kemudian, muncul ide dari kami, bagaimana kalau facade mikroalga yang tidak diragukan manfaatnya ini dikaitkan dengan permasalahan SBS, spesifiknya terhadap aktivitas jamur bangunan. Dari situ awal mula muncul idenya.

Bagaimana proses penelitian itu?

Langkah pertama tentunya harus disiapkan komponen penelitiannya, dalam hal ini kultur mikroalga dan jamur ruangan yang kami maksud.

Apa saja yang dibutuhkan dalam penelitian tersebut? 
Untuk kultur mikroalga, kami memakai jenis Chlorella pyrenoidosa karena jenis ini memilki daya tahan dan produktivitas tinggi. Untuk jamur, kami pilih genus Aspergillus karena jamur ini sangat sering ditemukan pada bangunan dengan iklim mikro bermasalah.

Kami juga mempersiapkan model uji yang sekiranya dapat mepresentasikan bentuk pemasangan facade fotobioreaktor ini di bangunan asli. Material model uji ini berbahan kaca beling. Model uji dibuat sebanyak 2 bentuk, yaitu model uji dengan perlakuan/dipasang facade fotobioreaktor, dan model kontrol/tanpa perlakuan.

Ketika tahap preparasi semua komponen selesai, kami melakukan percobaan dan pengukuran variabel peneltian. Percobaan kami lakukan selama 11 hari tanpa henti dan secara kontinu diambil data hariannya berupa suhu dan kelembapan model, hingga data pertumbuhan jamur pada tiap-tiap model.

Apa kesulitan yang kalian hadapi saat mengikuti lomba?
Kalau untuk kesulitannya, sebelum mentoring kami sudah berencana untuk membuat penelitiannya dengan versi kami sendiri. Namun, menurut mentor kamu, harus diubah beberapa bagian dan metodenya.

Kesulitan menonjol ialah pada sarana dan prasarana. Beberapa bagian penelitian kami harus dilakukan di laboratorium yang memadai, juga ada beberapa pengukuran yang memerlukan alat ukur yang baik, jadinya kami terpaksa melakukan penelitian di laboratorium sekolah walau dengan segala keterbatasan. Sempat lumayan terhambat dan susah untuk meminta kerja sama dan bantuan beberapa pihak atau lembaga pendidikan. Mungkin karena situasi pandemi seperti ini ya, jadinya kurang leluasa. Tapi, walau dengan kekurangan, tetap kami semangat dan usahakan yang terbaik.

Apa yang kamu dan Ridzik harapkan dari penelitian ini?
Harapannya, penelitian ini bisa menambah peluang terciptanya bangunan ramah lingkungan di Indonesia dan dunia. Bangunan ramah lingkungan itu tidak hanya menjamin produksi energi, tapi juga mampu mendukung kenyamanan dan keamanan penghuni dari aktivitas jamur berbahaya. Kami berharap penelitian ini bisa dikembangkan lebih baik karena masih banyak pertanyaan yang belum terselesaikan.

Jika lolos seleksi, kalian akan mewakili Indonesia di Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF) 2021. Sudah ada persiapan?
Insya Allah seluruh juara 1-3 tiap-tiap bidang akan kembali diseleksi untuk mewakili Indonesia ke ajang ISEF. Jadi, untuk persiapan seleksi pastinya kami sedang memperbaiki dan menambah kualitas penelitian kami, baik dari segi inovasi maupun variabel lain yang lebih luas manfaatnya. Kami juga berlatih presentasi atau public speaking menggunakan bahasa Inggris
.
Bagaimana sekolah semasa pandemi?
Sekolah di masa pandemi pastinya dituntut pengertian dan kemandirian semua pihak, termasuk siswa. Jadi, saya dan Ridzik pasti harus membagi waktu antara belajar dan meneliti. Penelitian juga salah satu kegiatan yang sangat baik dan harus dilakukan saat situasi pandemi begini. Tidak mesti ke laboratorium atau ke suatu tempat, bahkan bisa memilih topik yang hanya memerlukan analisis seperti simulasi komputer, atau bahkan bisa merancang proyek penelitian sederhana yang dapat dilakukan di rumah, intinya berani untuk mengeksplore hal baru dan menambah aktivitas bermanfaat di masa pandemi ini.

Apa sih yang membuat kamu tertarik pada sains dan penelitian?
Karena sains itu ilmu tentang memahami alam. Alam ternyata menyimpan banyak misteri yang harus diungkap. Salah satu metode untuk membuktikan fenomena alam itu ialah dengan metode ilmiah, kita dituntut menjawab masalah dengan cara yang sistematis, runut, dan benar.

Sejak menekuni sedikit di dunia penelitian ini, saya jadi lebih tertantang untuk mencari tahu hal-hal lain yang sekiranya dikandung alam kita ini, terutama Indonesia yang memilkiki beragam fenomena dan masalah yang unik untuk diteliti. Jadi, buat teman-teman jangan pernah berpikir meneliti itu cuma soal laboratorium, kimia, dan sebagainya. Justru meneliti itu soal mengungkap alam yang luas ini untuk kita ambil pelajaran dan hikmahnya, selain juga melatih kita untuk sabar dan menghargai proses menemukan jawaban atau solusi.

Ke depan, apa cita-cita kamu?
Kalau saya pribadi, dulu pengin jadi arsitek, sejak mengikuti proyek ini dan tahu lebih banyak isu global, saya jadi lebih ingin concern ke dunia yang menyangkut pengambilan kebijakan yang berdampak secara luas, seperti pemimpin suatu wilayah, atau bisa bergerak di bidang leadership. Karena saya rasa permasalahan iklim ini tidak mungkin bisa hanya diselesaikan dengan teknologi atau proyek penelitian saja, tapi juga butuh para stakeholders atau pemangku kebijakan yang bisa tegas terhadap permasalahan lingkungan ini, terutama iklim. (M-2)