Institut Teknologi Bandung

Wakil Rektor Bidang Riset dan Inovasi Institut Teknologi Bandung (ITB) Prof. Ir. I Gede Wenten, M.Sc., Ph.D. dan Dr. Ir. Khoiruddin, S.T., M.T., dari Kelompok Keahlian Intensifikasi Proses Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri (FTI) telah memublikasikan tinjauan komprehensif tentang teknologi GHSU, mulai dari prinsip-prinsip teoretis hingga aplikasi praktisnya berjudul “GRAVITY-DRIVEN HIGHLY SELECTIVE ULTRAFILTRATION: A Sustainable Solution for Addressing Global Drinking Water Scarcity".

Penelitian mengenai ultrafiltrasi yang digerakkan oleh gravitasi terus berkembang sejak 1952 hingga puncaknya, pada tahun 2023, terdapat 24 artikel yang diterbitkan, menandakan peningkatan hal tersebut sebagai respons terhadap kelangkaan air global. Penelitian melibatkan banyak disiplin ilmu, seperti Ilmu Lingkungan (19%), Teknik Kimia (17%), Ilmu Material (10%), serta Biokimia, Genetika, dan Biologi Molekuler (9%). Meskipun kurang umum, penerapan dan kontribusi medis dari bidang-bidang seperti energi, ilmu bumi, dan imunologi menandakan penerapan teknologi ini secara luas dan potensi inovasi interdisipliner.

Inovasi signifikan dalam bidang ini adalah gravity-driven membrane (GDM) atau membran ultrafiltrasi yang digerakkan oleh gravitasi. Sistem ini menggunakan gravitasi sebagai kekuatan utama untuk penyaringan, menawarkan efisiensi energi, biaya operasional yang lebih rendah, dan perawatan yang lebih sederhana, menjadikannya ideal untuk rangkaian sumber daya yang terbatas. GDM sangat penting untuk desentralisasi produksi air minum, khususnya di wilayah off-grid di negara-negara berkembang, beroperasi di bawah tekanan rendah, dan mendukung pembentukan biofilm pada membran yang menstabilkan fluks dan meningkatkan kelangsungan hidup jangka panjang.

Selain itu, ultrafiltrasi yang digerakkan oleh gravitasi mengatasi masalah seperti badan air yang kaya nutrisi yang mendorong berkembangnya sianobakteri, yang diperburuk oleh perubahan iklim. Perkembangan penyakit ini, terutama yang berasal dari Microcystis aeruginosa, menghasilkan racun penyebab kanker hati. Sistem GDM mengatasi masalah seperti berkembangnya sianobakteri dengan mendorong pembentukan biofilm, yang membantu degradasi racun dan meningkatkan keamanan air. GDM menawarkan solusi terjangkau dan bebas listrik yang efektif melawan patogen dan padatan tersuspensi.

Sistem GDM sendiri telah terbukti efektif di berbagai lingkungan, dari Eropa hingga Afrika, yang menegaskan kemampuan adaptasi dan kinerjanya dalam kondisi lingkungan yang berbeda. Dengan demikian, potensi GDM dalam sistem pengolahan air skala kecil dan terdesentralisasi menegaskan kemampuannya untuk memenuhi tujuan keamanan air global dengan menyediakan solusi hemat biaya dan rendah pemeliharaan.

Di sisi lain, ITB telah menerapkan sistem GDM yang dikenal dengan Teknologi Ultrafiltrasi IGW Green. Sistem ini, mengintegrasikan beberapa tahap penyaringan, secara efektif menghilangkan berbagai macam kontaminan dan meningkatkan kualitas air, baik untuk penggunaan air perkotaan maupun air tanah. Prosesnya, air dimurnikan secara menyeluruh dengan menggunakan membran ultrafiltrasi serat berongga polisulfon yang dimodifikasi superhidrofilik, yang secara efisien menghilangkan zat besi, koloid, mikroorganisme, dan partikel yang tidak larut. Karbon aktif menghilangkan bau, senyawa organik, dan sisa klorin, sementara biokeramik menambah kesegaran dan mineral penting seperti garam, kalsium, dan magnesium. Metode tersebut menjaga kandungan mineral sehingga cocok untuk aplikasi air tanah dan perkotaan.

Lokasi Water Refill Station ITB yang strategis di kampus pun berfungsi sebagai platform untuk mendorong pengurangan sampah plastik. Hal ini meningkatkan aksesibilitas, mendorong penerapan perilaku sehat, dan berkontribusi terhadap pengurangan sampah plastik. Stasiun pengisian air ITB yang didanai oleh Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat ITB dan rencana perluasannya didukung oleh inisiatif tanggung jawab sosial perusahaan (CSR), menunjukkan dedikasi perguruan tinggi terhadap kelestarian lingkungan melalui penggunaan teknologi pengolahan air berbasis membran yang mutakhir.

Sistem filtrasi ini tidak hanya menjawab kebutuhan teknologi akan air bersih namun juga memainkan peran penting dalam meningkatkan kesehatan dan kesejahteraan masyarakat, terutama di daerah-daerah yang kurang terlayani. Melalui keterlibatan masyarakat yang efektif dan inisiatif pendidikan, sistem GDM meningkatkan kesadaran tentang konservasi dan kebersihan air sehingga menghasilkan masyarakat yang lebih sehat dan berkelanjutan.

Dengan cara ini, sistem GDM menawarkan perpaduan yang harmonis antara inovasi teknologi dan tanggung jawab sosial-lingkungan, menjadikannya elemen penting dalam upaya global untuk mencapai solusi pengolahan air yang berkelanjutan dan adil.