LOKAL EXHAUST VENTILATION/VENTILASI PENGELUARAN SETEMPAT

Transkripsi

1 LOKAL EXHAUST VENTILATION/VENTILASI PENGELUARAN Oleh ; Ir.Latar Muhammad Arief, MSc Dosen, FKM Peminatan Keselamatan & Kesehatan Kerja Univ Esa Unggul 1

2 I. PENGENALAN Local Exhaust Ventilation (LEV) termasuk alat kontrol engineering (kerekayasaan) yang utama dan harus tersedia untuk mengurangi konsentrasi dari gas, debu, uap, asap dan kotoran di udara. Salah satu jenis ventilasi adalah Local Exhaust Ventilation (LEV). Local Exhaust Ventilation merupakan sistem yang menggunakan ventilasi khusus untuk mencegah atau mengurangi tingginya tingkat zat-zat berbahaya di lingkungan tempat kera. Secara ideal, sistem LEV seharusnya terdiri dari 4 bagian: hood, duct work, air cleaning device, dan fan. Adapun gambarnya adalah sebagai berikut: Gambar,.1 Basic components of a local exhaust system Hood Hood menangkap kontaminan dengan memanfaatkan momentum yang sedang terjadi. Faktor yang mempengaruhi rancangannya berdasarkan pada bentuk, kecepatan serta arah di mana kontaminan dilepaskan. Untuk partikel kontaminan yang besar dan berat, maka hood harus diletakkan pada posisi tepat di atasnya. Duct Duct work menyediakan jalan untuk membawa kontaminan ke bagian pembersih udara. Kecepatan dari udara pada saluran ini harus cukup tinggi untuk mencegah partikel-partikel besar dari pengendapan di dalam duct. Makin besar partikel, maka makin tinggi kecepatannya. Air cleaning Air cleaning device memisahkan kontaminan dari aliran udara sebelum melanjutkan ke fan dan dilepaskan ke atmosfer atau di daur ulang ke area kerja. Terdapat dua bagian, yaitu: air filters dan dust collectors. Air filters dirancang untuk memisahkan konsentrasi partikel yang berukuran kecil dari udara. Dust collectors dirancang untuk memisahkan konstrasi partikel yang berukuran lebih besar, yang biasanya terdapat di udara pada proses industri. Fan Fan merupakan alat yang berfungsi untuk menyalurkan udara ke semua bagian alat LEV. Fan harus memiliki tekanan yang cukup untuk memindahkan volume udara melalui hood, ducts, dan alat pengumpul pada kecepatan yang tepat. Setiap bagian dari elemen LEV harus dirancang secara khusus untuk berbagai tipe kontaminan yang dipisahkan. Selain itu setiap elemen juga harus dilakukan perawatan pada kondisi optimum melalui inspeksi dan perawatan regular. 2

3 II. KARAKTERITIK KONTAMINAN Kontaminan bersifat toksik atau korosif (seperti asap timah, kabut asam, uap pelarut). Konsentrasi kontaminan tinggi. Lokasi pekerja di sekitar emisi. Emisi kontaminan setiap waktu atau kecepatan emisi berubahubah dalam selang waktu tertentu. Durasi pekerja terekspos kontaminan Selain itu setiap elemen juga harus dilakukan perawatan pada kondisi optimum melalui inspeksi dan perawatan regular. Agar LEV dapat bekerja dengan baik : Tidak boleh menghalangi atau merintangi masukan udara atau sumber udara pengganti. Operasi dijalankan di sekitar fume hood atau area masukan udara. Jangan memosisikan diri di antara sumber kontaminan dan masukan udara, karena dapat menjadikan diri terpapar kontaminan konsentrasi tinggi. Pastikan sistem ventilasi bekerja dengan baik dan tidak rusak. Pastikan sistem ventilasi sesuai dengan material yang digunakan, sebagai contoh, fume hoods tertentu harus digunakan untuk perchloric acid untuk mencegah terbentuknya ledakan berbahaya di ductwork LEV dibutuhkan saat: 1. Kontaminan bersifat toksik atau korosif (seperti asap timah, kabut asam, uap pelarut). 2. Konsentrasi kontaminan tinggi. 3. Lokasi pekerja di sekitar emisi. 4. Emisi kontaminan setiap waktu atau kecepatan emisi berubahubah terhadap waktu. 5. Durasi pekerja terekspos kontaminan panjang. 6. Kontaminan harus disaring keluar sebelum dilepaskan ke udara. 7. Proses mengeluarkan panas. 8. Perundang-undangan mengharuskan adanya ventilasi pembuangan gas. Sistem LEV sangat efektif, karena: 1. Meminimasi pekerja yang terpengaruh kontaminan. 2. Volume alat pembuangan gas kebih sedikit dari ventilasi biasa. 3. Kontaminan dapat dikumpulkan untuk pembuangan atau recovery. 4. Peralatan di lingkungan kerja terlindungi dari panas dan zat-zat kimia yang korosif. Contoh pemakaian LEV di industri: Bahaya Pencemaran Logam Berat Selain limbah pertambangan, logam berat juga dapat ditemui pada tubuh manusia, alat-alat rumah tangga (misalnya baterai), obat-obatan, rokok, alat-alat elektronik, insektisida, pipa air, bensin, udara, keramik, serta material lainnya. Konsentrasi logam berat pada barangbarang tersebut kecil dan tidak berbahaya. Namun menjadi berbahaya bila terakumulasi dalam tubuh sehingga mengakibatkan keracunan, bahkan lebih fatal hingga berakibat 3

4 kematian. Disebut logam berat berbahaya karena umumnya memiliki rapat massa tinggi dan sejumlah konsentrasi kecil dapat bersifat racun dan berbahaya. Yang termasuk golongan logam berat adalah seluruh elemen logam kimia yang memiliki berat molekul tinggi. Merkuri atau raksa (Hg), kadmium (Cd), arsen (As), kromium (Cr), talium (Tl), dan timbal (Pb) adalah beberapa contoh logam berat berbahaya. Logam berat merupakan komponen alami tanah. Elemen ini tidak dapat didegradasi maupun dihancurkan. Logam berat dapat masuk ke dalam tubuh manusia lewat makanan, air minum, atau melalui udara. Logam-logam berat seperti tembaga, selenium, atau seng dibutuhkan tubuh manusia untuk membantu kinerja metabolisme tubuh. Logam-logam tersebut berpotensi menjadi racun jika konsentrasi dalam tubuh tinggi. Logam berat menjadi berbahaya disebabkan sistem bioakumulasi. Bioakumulasi berarti peningkatan konsentrasi unsur kimia tersebut dalam tubuh makhluk hidup sesuai piramida makanan. Akumulasi atau peningkatan konsentrasi logam berat di alam mengakibatkan konsentrasi logam berat di tubuh manusia adalah tertinggi. Jumlah yang terakumulasi setara dengan jumlah logam berat yang tersimpan dalam tubuh ditambah jumlah yang diambil dari makanan, minuman, atau udara yang terhirup. Jumlah logam berat yang terakumulasi lebih cepat dibandingkan dengan jumlah yang terekskresi dan terdegradasi. Seperti yang telah dijelaskan pada artikel sebelumnya, limbah tailing yang dibuang perusahaan tambang ke laut atau limbah penambangan tradisional di sungai-sungai Kalimantan mengandung berbagai jenis polutan (bahan penyebab polusi) termasuk logam berat. Limbah-limbah ini mengontaminasi perairan, tanah, ikan, serta makhluk hidup lainnya. Sumber lain yang mengandung logam berat adalah gas timbal hasil pembakaran bensin bertimbal atau hasil pembakaran bahan bakar lain yang terkonsentrasi logam berat. Beberapa polutan utama logam berat adalah timbal (Pb), merkuri (Hg), kadmium (Cd), dan arsen (As). Timbal (Pb), banyak ditemukan pada tambahan bensin yaitu tetraethyl lead (TEL) dan hasil pembakarannya, baterai, cat, beberapa insektisida, asap rokok, serta limbah industri. Pada asap rokok ditemukan timbal sekira 0,017-0,98 mikrogram/rokok. Timbal dapat masuk ke tubuh manusia melalui absorpsi timbal pada sayuran, asap hasil pembakaran TEL yang diabsorpsi kulit dan dihirup, serta air minum yang terkontaminasi timbal organik atau ion timbal. Fisik timbal sangat mirip dengan kalsium, sehingga timbal dapat masuk ke peredaran darah dan sel saraf menggantikan kalsium. Adanya timbal dalam peredaran darah dan dalam otak mengakibatkan berbagai gangguan fungsi jaringan dan metabolisme. Gangguan mulai dari sintesis haemoglobin darah, gangguan pada ginjal, sistem reproduksi, penyakit akut atau kronik sistem syaraf, serta gangguan fungsi paru-paru. Riset di negara Inggris menyebutkan IQ seorang anak kecil dapat menurun dua poin jika terdapat myugram/dl dalam darah. Menurut lembaga kesehatan di Inggris, keracunan kronik dapat terjadi pada anak-anak jika terdapat lebih dari 1,4 mikromol timbal per liter darah. Kadmium (Cd), salah satu unsur kimia ini banyak digunakan sebagai lapisan tahan korosi pada baja atau plastik, pewarna, alat-alat elektronik, serta baterai nikel/kadmium. Akumulasi kadmium dalam waktu yang lama pada tubuh manusia mengakibatkan berbagai disfungsi organ dan metabolisme. Konsentrasi tinggi logam ini dapat menghalangi kerja paru-paru, bahkan mengakibatkan kanker paru-paru. Kadmiun juga dapat merusak tulang (osteomalacia, osteoporosis) pada manusia dan hewan. Sejumlah tertentu metal ini meningkatkan tekanan darah serta mengakibatkan 4

5 myocardium pada hewan, meski tidak ditemukan data adanya kasus penyakit tersebut pada manusia. Setiap hari manusia rata-rata menghirup 0,15 myugram timbal dari udara dan meminum 15 g timbal dari perairan. Menghisap sebanyak 20 rokok sehari setara dengan menghirup 2-45 g kadmium, di mana level konsentrasi timbal pada tiap jenis rokok sangat beragam. Merkuri (Hg), adalah satu-satunya logam yang berwujud cair ada suhu ruang. Merkuri, baik logam maupun metil merkuri (CH3Hg+), biasanya masuk tubuh manusia lewat pencernaan. Bisa dari ikan, kerang, udang, maupun perairan yang terkontaminasi. Namun bila dalam bentuk logam, biasanya sebagian besar bisa disekresikan. Sisanya akan menumpuk di ginjal dan sistem saraf, yang suatu saat akan mengganggu bila akumulasinya makin banyak. Merkuri dalam bentuk logam tidak begitu berbahaya, karena hanya 15% yang bisa terserap tubuh manusia. Tetapi begitu terpapar ke alam, ia bisa teroksidasi menjadi metil merkuri dalam suasana asam. Dalam bentuk metil merkuri, sebagian besar akan berakumulasi di otak. Karena penyerapannya besar, dalam waktu singkat bisa menyebabkan berbagai gangguan. Mulai dari rusaknya keseimbangan, tidak bisa berkonsentrasi, tuli, dan berbagai gangguan lain seperti yang terjadi pada kasus Minamata. Merkuri yang terisap lewat udara akan berdampak akut atau dapat terakumulasi dan terbawa ke organ-organ tubuh lainnya, menyebabkan bronkitis, sampai rusaknya paru-paru. Pada keracunan merkuri tingkat awal, pasien merasa mulutnya kebal sehingga tidak peka terhadap rasa dan suhu, hidung tidak peka bau, mudah lelah, dan sering sakit kepala. Jika terjadi akumulasi yang lebih dapat berakibat pada degenerasi sel-sel saraf di otak kecil yang menguasai koordinasi saraf, gangguan pada luas pandang, degenerasi pada sarung selaput saraf dan bagian dari otak kecil. Menurut Speciality Laboratories, Santa Monica, kadar aman untuk merkuri adalah 5,0 mikrogram per liter. Sedangkan beberapa logam seperti seng, kromium, besi, mangan, dan tembaga diperlukan tubuh dalam konsentrasi kecil, tetapi dapat menjadi racun dalam jumlah besar. Logam dapat menumpuk dalam tubuh melalui makanan, air, udara, atau absorpsi langsung melewati kulit. Ketika logam berat sudah masuk dalam tubuh, elemen ini akan menggantikan tempat mineral-mineral lain yang dibutuhkan tubuh seperti seng, tembaga, magnesium, dan kalsium, dan unsur logam berat tersebut akan beredar dalam sistem fungsi organ. Kemungkinan utama yang mengalami keracunan logam berat adalah penduduk dan karyawan di wilayah sekitar industri, pabrik farmasi, pabrik kimia, pertambangan, serta pertanian yang banyak menggunakan insektisida. 5

6 Gambar,.2, Kecepatan Tangkap III. TIPE HOOD untuk membatasi atau menangkap kontaminan pada sumbernya.. Kecepatan udara pada pembukaan tudung dan di dalam tenda harus cukup untuk menangkap dan membawa kontaminan udara. Hood harus melampirkan sumber kontaminan sebanyak mungkin atau ditempatkan sebagai dekat dengan sumber mungkin.. Contoh dari berbagai jenis hood yang diilustrasikan pada,gambar,5.3. Gambar, 3 6

7 Kecepatan udara dalam sistem eshaust diukur dalam kaki per menit (fpm). Volume udara meskipun sistem eshaust diukur dalam kaki kubik per menit (cfm) yang hanya kecepatan udara kali luas dari pembukaan hod.. Kecepatan hood udara diukur secara tidak langsung dengan mengukur tekanan udara di ductwork sistem. Tekanan di dalam sistem eshaust agak negatif dibandingkan dengan tekanan di luar sistem dan diukur dalam satuan yang disebut "inci air". Tekanan negatif ini bervariasi melalui sistem dan biasanya diukur untuk menentukan seberapa baik sistem berfungsi. Meskipun tudung penutup memberikan kontrol yang terbaik, mereka sering tidak layak, karena mereka akan mengganggu pekerjaan yang dilakukan oleh karyawan. Dalam kasus tersebut, menangkap sebuah exhaust hood hanya dapat terletak dekat sumber kontaminan. Jenis ini hoodl "menjangkau" untuk menangkap banyak kontaminan seperti vacuum cleaner menyedot debu dari lantai. Namun, jarak antara wajah tudung dan sumber harus pendek untuk secara efektif menangkap kontaminan. Hood A pindah dari dua inci jauhnya dari sumber ke empat inci jauhnya dari sumber akan memerlukan empat kali jumlah volume udara melalui sistem untuk memberikan gelar yang sama ambil.. Menambahkan mengarah ke tepi tudung menangkap menyediakan efisien menangkap lebih dari kontaminan IV. HOOD DESAIN Tingakat aliran uadara pada hood tergantung pada kecepatan dan tingkat ali pada permukaan area, dan jenis hood Secara geometri pada gambar, 5 gambar, 5.,luas area, dan V = Q*A Q = = 12,57 V*r dimana : Q = aliran udara, cfm V = garis tengah kecepatan pada jarak X dari ke hood, fpm r = jari- jari 7

8 Q = = 6,28 r*l L = panjang garis sumber, ft Untuk sumber garis tak terbatas, Secara umum persamaan yang digunakan adalah Q = V (10*X 2 + A) dimana Q = aliran udara, cfm X = jarak keluar sepanjang sumbu aliran dalam ft A = luas bukaan hood, ft2 D = diameter hoodbulat atau samping hood, ft 8

9 V. HOOD LOSSES 5.1. Simple Hood Entri losses transmition (h ed ), dan tekanan kecepatan dalam pipa /Duct velocity pressure (VP d ), maka untuk menghitung pada Hood Static Pressure (SP h ) adalah, Dimana : SP h = VP d + h ed SP h = Tekanan Statik Hood/Hood Static Pressure, wg H ed = Entri losses transmition (=F h * VP d ) VP d = Tekanan kecepatan duct/duct velocity pressure Masalah Face Velocity (V f ) = Q/A face = 250 fpm Duct Velocity (V d ) = Q/A face = fpm = (V d /4005) 2 = 0,56 wg F h = 0,25 diambil gambar 7.15 (ACGIH,p.5-30) SP h = h ed + VP d = (0,25 * 0,56) + 0,56 = 0,70 wg 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 From American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH ), Figure VS-65-01, Industrial Ventilation : A Manual of Recommended Practice, 23 rd Edition. Copyright Reprinted with permission. 16

17 From American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH ), Figure VS-50-20, Industrial Ventilation : A Manual of Recommended Practice, 23 rd Edition. Copyright Reprinted 17

18 Pada gambar, 3.17, tekanan statis hood untuk rntri ganda dihitung sbb, Contoh : SP h = h es + h ed + VP d Slot velocity Duct velocity = 2,000 fpm VP s = 0,25 wg h es = VP s = 3,500 fpm VP d = 0,76 wg h ed = 0,25 VP d SP h = h es + h ed + VP d = 1.78(0.25) (0.76) + 0,76 = 1.40 wg VI MINIMUM DUCT VELOCITY Tergantung pada jenis bahan yang diangkut. Digunakan untuk menghitung tekanan kecepatan saluran dan kerugian pada hood. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan duct minimum: Ditusuk atau penutupan cabang. 18

19 Kerusakan saluran (misalnya denting). Kebocoran saluran. Korosi atau erosi roda kipas. Tergelincir sabuk kipas drive. Kecepatan harus mampu mengambil partikel debu yang mungkin telah diselesaikan karena operasi yang tidak benar. 19