BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Ilmu fisika sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya ketikakita mengangkat meja, maka akan terdapat prinsip energi, usaha dan lain sebagainya.Oleh karena itu fisika sangat besar pengaruhnya terhadap aktifitas kita sehari-hari.Salah satu bidang yang meggunakan prinsip fisika yaitu bidang kesehatan. Fisika medis mejadi asing untuk saat ini, karena hal ini jarang kita dengar sebelumnya saat mempelajari fisika di SMP maupun SMA.Secara harfiah, fisika medis mempunyai makna ilmu fisika pada kesehatan, sehingga cakupan fisika medis itu sendiri sangat luas sebanding dengan luasnya ilmu kesehatan yang ada. Oleh karena itu, perlu dibahas mengenai peranan fisika dalam kesehatan agar kita bisa mempersiapkan diri di masa depan. Karena seiring berjalannya waktu cakupan fisika di dalamteknologi akan semakin berkembang. Di dalam makalah ini, penulis akan membahas peranan fisika dalam kesehatan khususnya pada konsep kelembapan udara, yaitu penerapannya pada inkubator bayi. B. Rumusan Masalah Adapun beberapa rumusan yang telah dibuat untuk mengisi makalah ini adalahsebagai berikut : 1. Bagaimanakah peranan fisika pada konsep kelembapan udara dalam bidang kesehatan? 2. Apa yang dimaksud dengan inkubator bayi ? 3. Bagaimana prinsip kerja inkubator bayi ?
1
C. Tujuan Berdasarkan rumusan yang telah dibuat, maka makalah ini pun bertujuan untuk : 1. Mengetahui peranan fisika dalam konsep kelembapan udara pada bidang kesehatan. 2. Mengetahui tentang inkubatorbayi. 3. Mengetahui prinsip kerja inkubator bayi.
BAB II PEMBAHASAN
2
A. Konsep Kelembapan Udara 1. Pengertian Kelembapan Udara Kelembaban udara/ legas udara adalah jumlah kandungan uap air yang ada dalam udara. Kandungan uap air di udara berubah-ubah bergantung pada suhu makin tinggi suhu, makin banyak kandungan uap airnya. Alat pengukur kelembapan udara adalah higrometer. Kelembapan udara ada 2 jenis sebagai berikut: a. Kelembapan mutlak (absolut) yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah uap air dalam satuan gram pada satu meter kubik udara. b. Kelembapan relatif (nisbi), yaitu angka dalam persen yang menunjukkan perbandingan antara banyaknya uap air yang benarbenar dikandung udara pada suhu tertentu dan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung udara. Kelembapan relatif dihitungdengan menggunakan rumus berikut: K=T/P x 100% Keterangan K = kelembapan relative T= uap air yang dikandung udara pada temperatur tertentu. P= kapasitas kandungan uap air maksimum. 2. Kerapatan Uap Air Kerapatan uap air adalah massa uap air per satuan volume udara yang mengandung
uap
air
tersebut
(kelembaban
mutlak),
dimana
persamaannya : ρv = mv /V Ρv = kerapatan uap air (kg m-3) Mv= massa uap air (kg) pada volume udara sebesar V V = volume udara (m3) Pada daerah lembab seperti di daerah tropis, ρv akan lebih tinggi daripada daerah temperate yang relatif kering terutama pada musim dingin (winter).Pada musim dingin kapasitas udara untuk menampung uap air menjadi kecil.
3
B. Aplikasi Konsep Kelembapan Udara Salah satu penerapan konsep fisika terkait kelembapan udara adalah inkubatorbayi. 1. Pengertian Inkubator Bayi Inkubator adalah alat yang dipanasi dengan aliran listrik pada suhu tertentu yang dipakai untuk memerami telur, mikroba dan menghangatkan bayi yang lahir premature.Alat ini dilengkapi dengan tombol pengatur suhu waktu untk memudahkan pengaturah suhu yang dikehendaki. Inkubator bayi adalah alat yang digunakan untuk mempertahankan kondisi lingkungan yang cocok untuk bayi yang baru lahir, terutama pada kelahiran premature. Saat ini masalah mengenai kelahiran premature bukanlah sesuatu hal yang baru lagi, bahkan pada awal abad 16 dan 18 sudah terdapat makalah ilmiah yang membahas mengenai kelahiran bayi premature atau sakit, yang tetap dilahirkan dan dirawat di rumah tanpa adanya penanganan medis yang baik. Inkubator bayi pertama kali seperti pada gambar 2.1 dikembangkan pada pertengahan abad ke 19,berdasarkan inkubator yang digunakan untuk menetaskan telur ayam.Dr. Stephane Tarnier adalah seorang dokter berkebangsaan Perancis yang dikenal sebagai bapak inkubator, setelah berhasil membuat inkubator pertama yang digunakan untuk menjaga bayi di rumah sakit bersalin di Paris tetap hangat.Metode yang dikembangkan oleh Dr. Stephane Tarnier ini adalah metode penghangatan tertutup yang pertama di dunia. Pada tahun 1931 Dr. A. Robert Bauer MD di rumah sakit Henry Ford di Detroit, berhasil menggabungkan panas, kelembaban, kemudahan perawatan dan kemudahan aksebilitas pada inkubator. Inkubator bayi merupakan salah satu metode dan sarana yang berfungsi untuk menunjang keadaan bayi yang baru lahir, sehingga diharapkan setiap instansi kesehatan yang berhubungan dengan proses persalinan ibu hamil dapat memiliki inkubator bayi.
4
Gambar 2.1 inkubator bayi pertama
Saat ini inkubator bayi yang beredar dan dijual di pasaran dapat dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu : a. Inkubator bayi sederhana
5
Inkubator bayi sederhana merupakan inkubator yang banyak digunakan oleh instansi kesehatan kelas menengah ke bawah.Inkubator ini biasanya hanya terdiri dari box (kotak tempat bayi), penghangat dan alat ukur suhu ruang. b. Inkubator bayi digital
In
kubator
jenis ini
merupakan
pengembangan dari inkubator bayi sederhana.Inkubator ini telah dilengkapi fasilitas tambahan yang dapat mengoptimalkan fungsi inkubator dalam menunjang keadaan bayi yang baru lahir.Dengan banyaknya fasilitas barunya, membuat inkubator bayi digital ini menjadi mahal.Itulah sebabnya di Indonesia sendiri penyebaran inkubator ini masih belum merata. 2. Fungsi Inkubator Bayi Perawatan bayi pada saat setelah proses kelahiran merupakan hal yang sangat penting. Bayi yang baru lahir mempunyai tingkat sensitivitas yang tinggi terhadap lingkungan disekitarnya apalagi dengan suhu udara di sekitarnya.Bayi yang baru lahir dianjurkan untuk segera dihanduki sampai bersih lalu diselimuti sampai hangat sebelum dimandikan atau ditimbang. Perawatan bayi baru lahir dalam hal menjaga kehangatan tubuh bayi dianjurkan menggunakan kangguru, yaitu bayi dalam pelukan sang ibu kulit bayi menempel pada kulit ibu layaknya hewan kangguru. Akan tetapi tidak 6
semua kondisi sang ibu dapat menerapkan metode ini. Hal ini disebabkan oleh kondisi sang ibu yang kadang kala masih tidak sadarkan diri atau masih terbaring lemas setelah proses kelahirannya. Maka ditemukanlah sebuah laat untuk menjaga kondisi tubuh bayi yaitu inkubator bayi. Sebagaimana yang kita ketahui bersama, fungsi utama dari inkubator adalah mempertahankan kehidupan bayi premature dengan menjaga suhu tubuh bayi tetap hangat seperti di dalam rahim ibunya.Untuk itu, hal yang paling utama adalah memenuhi standar keamanan inkubator secara maksimal, menjaga keselamatan bayi dan memenuhi kebutuhan utama bayi premature. Selain berfungsi sebagai penghangat, inkubator juga berfungsi melindungi bayi dari bahaya infeksi. Di tempat ini tersedia juga alat penyinaran sinar biru bagi bayi premature yang mengalami peningkatan kadarbilirubin dalam darahnya seagai akibat hati bayi yang belum bekerja sempurna. Bayi premature juga mendapat bantuan pernapasan dalam bentuk bantuan oksigen dalam jumlah tertentu.Hal ini pun harus ilakukan dengan hati-hati, sebab keseimbangan jumlah oksigen pada bayi premature harus diperhatikan benar. Bila jumlah oksigen pada bayi premature terlalu sedikit, jumlah karbondioksidanya akan meningkat. Akibatnya, pembuluh darah di otak akan melebar, bahkan bisa pecah dan mengakibatkan pendarahan di otak. Sebaliknya bila oksigen terlalu banyak, maka pembuluh-pembuluh darah bisa menyempit dan mengakibatkan sel-sel tubuh bayi kurang mendapat makanan. 3. Blok Diagram Alat
7
a. Power supply Power supply atau catu daya adalah sebuah peralatan penyedia tegangan atau sumber daya untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah tegangan listrik yang tersedia dari jaringan distribusi transmisi listrik ke level yang diinginkan sehingga berimplikasi pada pengubahan daya listrik. b. Heater (Pemanas Elemen) Heater adalah sebuah objek yang memancarkan panas
atau
menyebabkan tubuh lain untuk mencapai suhu yang lebih tinggi. Dalam dunia medis alat ini digunakan dalam beberapa peralatan medis, diantaranya Auto Claf, Oven, Baby Inkubator dan peralatan lainnya. Mengingat fungsi dari heater adalah memancarkan panas, hal ini dimanfaatkan sebagai salah satu komponen utama pada inkubator bayi, yang prinsip kerjanya dipadukan dengan pengontrol suhu sehingga nilai kegunaanya menjadi lebih efisien.
8
c. Pengontol Suhu Pengontrol suhu adalah komponen alat yang digunakan sebagai parameter terhadap suhu yang terjadi pada sebuah ruangan. Dalam inkubator bayi pengontrol suhu digunakan sebagai komponen pengatur tehadap suhu yang terjadi pada ruang inkubator, yang tentunya pengontrol suhu ini dihubungkan pada heater sehingga ketika suhu ruangan sudah mencapai tingkat batasan, pengontrol suhu akan bekerja dan heater otomatis akan mati. d. Blower Blower berfungsi untuk mendistribusikan panas keseluruh bagian alat. e. Display / indikator : Display / indikator berfungsi sebagai tampilan f. Alarm Alarm berfungsi sebagai tanda apabila terjadi hal-hal yang tidak diinginkan g. Chamber Chamber berfungsi sebagai tempatbayi di inkubasi. 4. Cara Kerja Blok Diagram Tegangan dari PLN 220VAC digunakan untuk mensupplay tegangan kipas, dan input tegangan trafo stepdown yang kemudian oleh rangkaian power supply dirubah menjadi tegangan 12V, 6V, dan 5VDC yang digunaan untuk mensupplay tegangan blok rangkaian lainnya. Saat tegangan PLN masuk maka motor kipas dan heater akan aktif dimana kerja motor fan ini dideteksi oleh sensor Fan. Jika kipas tidak bekerja sebagaimana mestinya maka indicator kipas akan ON. Push Button digunakan untuk menentukan suhu yang akan dikehendaki (suhu setting) dan sebagai inputan bagi microcontroller. Microcontoler berfungsi untuk mengendalikan atau mengontrol semua rangkaian. Sedangkan sensor suhu berfungsi untuk menyensor suhu udara dalam ruangan dan besarnya tegangan output dari sensor akan disangga oleh rangkaian penguat. Kemudian tegangan dari penguat akan masuk ke blok ADC dimana blok ini berfungsi untuk mengubah tegangan analog menjadi tegangan digital dan data dari ADC akan masuk ke microcontroller. Di mikrocontroler semua data diolah untuk mengatur kerja keseluruhan pesawat 9
baby inkubator. Duli sensor berfungsi untuk mensensor perubahan suhu yang extrim. Jika suhu tiba-tiba berubah lebih/berkurang 30C dari suhu setting, maka indikator alarm akan aktif. 5. Prinsip Kerja Inkubator Bayi Secara garis besar rancangan inkubator terdiri dari dua bagian utama, yaitu : 1. Pemanas Pemanas adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran listrik menjadi besaran kalor(panas). Pemanas pada inkubator menggunakan elemen pemanas setrika yang terbuat dari kawat nikelin yan berupa lilitan sederhana yang terungkus lapisan pembungkus.Pemanas ini dipilih karena harganya murah dan mudah didapatkan. Selain itu elemen pemanas juga dapat menghasilkan panas yang tinggi dalam waktu singkat jika dibandingkan dengan lampu pijar, karena lampu pijar hanya 90 persen dari keseluruhan energy yang berubah menjadi panas, sedangkan 10 persen berubah menjadi cahaya. Sumber tegangan ini berasal dari tegangan AC 220V. 2. Tempat penghangatan bayi Tempat penghangatan bayi ini bibentuk seperti aquarium dengan bagian atas yang tertutup, berbahan dasar acrylic, dan kerangka kotak yang terbuat dari aluminium.Sedangkan bagian bawah kotak yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan rangkaian pemanas dan rangkaian pengendali, terbuat dari triplek dan kayu yang dilapisi aluminium foil. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan tempat penghangatan bayi ini adalah sebagai berikut : a. Suhu dan kelembaban Di udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan samudera (sumber utama).Sumber lainnya berasal dari danau-danau, sungai, tumbuh-tumbuhan dan lain sebagainya.Ada dua macam kelembaban udara, yaitu kelembaban udara absolute dan kelembaban udara relative. Kelembaban udara absolute merupakan banyaknya uap air yang terdapat di udara pada suatu tempat dan kelembaban udara relative adalah
10
perbandingan jumlah uap air dalam udara (kelembaban absolute) dengan kapasitas udara untuk menampung uap air dalam suhu yang sama. Relative Humidity (RH) secara umum mampu mewakili pengertian kelembaban.Untuk mencari nilai RH, pertama harus diketahui Absolute Humidity.Kapasitas udara untuk menampung uap air berbanding lurus dengan suhu udara, semakin tinggi suhu udara semakin besar juga kapasitas udara untuk menampung uap air.Hal inilah yang menyebabkan semakin
tinggi
suhu
udara
maka
semakin
kecil
kelembaban
udara.Pembacaan 100 persen RH berarti udara telah saturasi (seluruh kapasitas udara untuk menampung uap air telah penuh). b. Sirkulasi udara dan pemerataan penyebaran panas Kotak inkubator yang dibuat harus memiliki saluran sirkulasi udara panas yang merata di setiap sisinya, sehingga penyebaran panas dari ruang pemanas menuju ke dalam ruang utama inkubator dapat merata. Pembuatan ventilasi udara yng tepat juga dibutuhkan pada kotak inkubator yang dibuat, sehingga dapat terjadi sirkulasi udara panas di dalan inkubator dengan udara di luar inkubator serta menjadi saluran masuknya oksigen ke dalam inkubator. Secara umum prinsip kerja dari inkubator bayi pada dasarnya bertujuan untuk mengendalikan suhu dan kelembaban agar sesuai dengan kondisi yang dibutuhkan oleh bayi baru lahir premature.Udara masuk melewati lubang inlet, yang terletak pada sisi samping pada ruang peralatan, udaraini kemudian dipanaskan oleh heater (filament) untuk kemudian disirkulasikan ke dalam box bayi, bersama dengan uap air.Uap air ini dihasilkan oleh reservoir air yang terdapat pada sisi dasar ruang peralatan. Adapun jumlah uap air ini ditingkatkan oleh adanya hembusan dari fan (kipas) yang terletak di samping reservoir air. Setelah melalui box bayi, sirkulasi udara kemudian dikeluarkan melalui lubang-lubang keluaran yang terdapat pada dasar sisi box bayi. Untuk
11
memperlancar proses sirkulasi ini, maka dibutuhkan fan yang fungsinya menarik udara panas dan uap air dari ruang bayi, keluar melalui lubanglubang keluaran yang terletak pada sisi samping ruang peralatan. Adapun untuk mengarahkan aliran udara dan uap air menuju keluar, maka dirancanglah duct.
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan Inkubator bayi adalah alat yang digunakan untuk mempertahankan kondisi lingkungan yang cocok untuk bayi yang baru lahir, terutama pada kelahiran premature. Saat ini masalah mengenai kelahiran premature bukanlah sesuatu hal yang baru lagi, bahkan pada awal abad 16 dan 18 sudah terdapat makalah ilmiah yang membahas mengenai kelahiran bayi premature atau sakit, yang tetap dilahirkan dan dirawat di rumah tanpa adanya penanganan medis yang baik. Inkubator bayi berfungsi untuk mempertahankan kehidupan bayi premature dengan menjaga suhu tubuh bayi tetap hangat seperti di dalam rahim ibunya, melindungi bayi dari bahaya infeksi dan member bantuan pernafasan dalam bentuk antuan oksigen dalam jumlah tertentu. B. Saran Sebagaimana yang kita ketahui bahwa inkubator bayi memiliki fungsi yang cukup penting.Dengan alat ini kita bisa mengurangi AKB (Angka Kematian Bayi) yang lahir secara premature.Oleh sebab itu, pengadaan inkubator pada rumah sakit yang ada di Indonesia perlu diperhatikan lagi agar penyebarannya bisa maksimal.
12
DAFTAR PUSTAKA Gabriel, J. F. 1996. Fisika Kedokteran. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran, EGC. Tipler, Paul. A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga. http://makalahartikelkodeetikduniakesehatan.blogspot.com/2010/03/definisiserta-fungsi-fakum.html. http://amedevice.blogspot.com/2010/06/incubator-perawatan.html http://id.wikipedia.org/wiki/inkubator
13
