## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X

## Simulasi Pengaruh Kemiringan Atap Rumah Terhadap Hujan Pasir Erupsi Gunung Api
Tatas, Amien Widodo, Machsus, Muhammad Hafiizh Imaaduddiin Pusat Studi Kebumian, Bencana dan Perubahan Iklim (PSKBPI), ITS
Email: the_tatas@yahoo.com

## Abstract
Volcanic  eruption  of  Mount  Bromo  in  2011  caused  damage  and  loss  to  the  community  in  four surrounding  districts,  which  are  Probolinggo,  Pasuruan,  Malang,  and  Lumajang.  Rain  of  sand caused  the  area  around  mountain  top  covered  with  sand  up  to  five  kilometers.  Sand  covered  the roofs of residentials as well as public facilities and infrastructures, such as schools and roads. The eruption that occurred in the rainy season caused sand that covered the roofs became more tacky and  heavier  which  caused  a  heavy  load  on  roofs  of  residential.  Because  the  roof  of  the  building was not designed for larger loads, it caused the roof structures failed to withstand the load of sand, and consequently a lot of roof structures collapsed. This study was conducted to provide a solution for houses in and around the volcano area, so that in case of rain of sand, the sand can easily slip down  and  does  not  accumulate  on  the  roof  of  the  houses.  The  method  of  study  was  to  perform simulations of sand rain on different types of roofing, tile soil and concrete, zinc and asbestos. The sand  used  in  this  study  was  taken  from  the  eruption  of  Mount  Bromo  in  2011  with  dry  and  wet conditions. The final result obtained was the variation slope of the roof, in which the sand was not accumulated on the roof.
Keywords:  volcanic sand, slope of the roof, Mount Bromo.

## Abstrak
Letusan  vulkanologi  Gunung  Bromo  pada  Tahun  2011  memberikan  dampak  kerusakan  dan kerugian  bagi  masyarakat  di  empat  kabupaten  sekitarnya,  yaitu  Kabupaten  Probolinggo, Kabupaten Pasuruan, Kabupaten Malang, dan Kabupaten Lumajang. Hujan pasir yang terjadi menyebabkan daerah di sekitar puncak tertutup pasir hingga radius lebih dari lima kilometer. Pasir  tersebut  menutup  atap-atap  permukiman  serta  sarana  dan  prasarana  umum  lainnya, seperti  sekolah  dan  jalan.  Letusan  yang  terjadi  di  musim  hujan  menyebabkan  pasir  yang menutup  atap  rumah  menjadi  lebih  lekat  dan  berat.  Hal  tersebut  menyebabkan  beban  berat pada atap permukiman. Karena atap  bangunan tidak  didesain  untuk  beban yang lebih besar, maka  hal  tersebut  menyebabkan  struktur  atap  tidak  mampu  menahan  beban  pasir  sehingga atap permukiman banyak yang runtuh. Penelitian ini dilakukan untuk memberikan solusi bagi rumah-rumah  yang  berada  di  sekitar  gunung  berapi  agar  apabila  terjadi  hujan  pasir,  pasir dapat dengan  mudah tergelincir turun sehingga tidak terkumpul di atap rumah. Metode yang digunakan  adalah  dengan  melakukan  simulasi  hujan  pasir  pada  berbagai  jenis  atap,  genteng tanah  dan  beton,  seng  dan  asbes.  Pasir  yang  digunakan  adalah  pasir  yang  diambil  dari  hasil letusan  Gunung  Bromo  di  Tahun  2011  dengan  kondisi  pasir  kering  dan  basah.  Hasil  akhir penelitian yang diperoleh  adalah variasi  kemiringan atap sehingga hujan  pasir yang  mungkin terjadi tidak terkumpul di atas atap.
Kata kunci: pasir vulkanik, kemiringan atap rumah, Gunung Bromo.

## 1. Pendahuluan
Gunung  Bromo  pada  tanggal  4  Januari 2011 meletus  dengan  ditandai  adanya lontaran  lava  pijar  dan  suara  gemuruh.
Letusan tersebut juga disertai hujan abu dan  pasir,  dampak  erupsi  Gunung  Bro- mo  tersebut  melanda  empat  kabupaten
yang langsung berbatasan dengan komplek  Pegunungan  Tengger.  Empat kabupaten  tersebut  adalah  Kabupaten Probolinggo  Pasuruan,  Malang,  serta Lumajang (lihat  Gambar  1)  (BNPB, 2011).  Berdasarkan  kajian  kerusakan dan  kerugian  akibat  erupsi  Gunung
Bromo  (BPBD  Provinsi  Jawa  Timur, 2011), diperkirakan dampak bencana ini adalah  senilai  lebih  dari  156  milyar rupiah. Kerusakan dan kerugian terbesar terjadi  dari  wilayah  Kabupaten  Probo- linggo.  Hal  tersebut  terjadi  karena  saat erupsi,  arah  angin  dominan  Timur  Laut menuju  Kabupaten  Probolinggo,  se- hingga  yang  paling  terdampak  adalah Kabupaten Probolinggo.
Letusan  yang  disertai  dengan  hujan pasir  yang  cukup  tinggi  mengakibatkan atap  rumah,  gedung  sekolah,  tempat peribadatan,  dan  bangunan-bangunan lainnya  di  sekitar  Gunung  Bromo tertutup abu dan pasir. Selain itu, lahan- lahan  pertanian  juga  tertutup  pasir sehingga  gagal  panen (lihat  Gambar  2) (BPBD  Provinsi  Jawa  Timur,  2011).
Hujan pasir yang jatuh di atap bangunan
tersebut  tidak  dapat  jatuh  (merosot)  ke bawah,  melainkan  tertumpuk  terus  dan menebal.  Erupsi  yang  terjadi  di  musim hujan  tersebut  juga  menyebabkan  pasir semakin  erat  daya  ikatnya  satu  sama lainnya.  Dengan  bertambahnya  daya ikat  pasir,  maka  perilaku  pasir  akan semakin  kompak,  sehingga  pasir  akan semakin  sulit  tergelincir  ke  bawah.  Hal tersebut menyebabkan pasir hasil erupsi tetap  bertahan  di  atas  atap  bangunan. Akibat  kandungan  air  di  pasir,  maka dapat  menyebabkan  pasir  semakin bertambah  berat,  atau  dengan  kata  lain berat jenis pasir meningkat. Hal tersebut menyebabkan  beban  yang  dipikul  oleh rangka  atap  juga  semakin  besar,  dan ditambah  dengan  usia  bangunan  yang cukup  lama  sehingga  berakibat  pada runtuhnya atap bangunan.
Gambar  1 .  Radius  pengaruh  erupsi  Gunung  Bromo,  pada jarak  3  km  dan  5  km  dari  pusat erupsi (BNPB, 2011).

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
Gambar 2 . Akibat hujan pasir di kawasan Gunung Bromo
Mekanisme  air  menjadi  daya  ikat  antar partikel pasir (Das, 2010) adalah bahwa rongga  kecil  antar  pasir  yang  terisi  air dengan  prosentase  tertentu  akan  me- ngakibatkan  adanya  tegangan  kapiler. Tegangan  kapiler  tersebut  merupakan konsekuensi  sifat  adanya  tegangan permukaan  air.  Tegangan  kapiler  yang terjadi  tersebut  bernilai  negatif  (meng- hisap),  dan  merupakan  kebalikan  dari tekanan  hidrostatika  yang  bernilai  po- sitif  (menekan).  Semakin  besar  tega- ngan  kapiler  maka  semakin  besar  te- gangan  efektif  antar  butiran  tanah (Tegangan  Total  =  Tegangan  efektif  + Tegangan  air)  dan  butiran  pasir  seperti saling terikat. Namun demikian, apabila airnya  sangat  banyak,  maka  pasir  akan terpencar  kembali  karena  tegangan hidrostatik  menghilangkan  tegangan kapiler.
Berdasarkan kondisi masalah di permu- kiman  Gunung  Bromo  tersebut,  peneli- tian  ini  ditujukan  untuk  mengetahui berapa  kemiringan  atap  yang  dapat direkomendasikan  untuk  bangunan  di sekitar  gunung  berapi  yang  bila  terjadi erupsi  dan  hujan  pasir,  pasir  tidak menumpuk  di  atap  tetapi  dapat  terge-
lincir  jatuh  ke  bawah.  Sehingga  tidak menambah  beban  rangka  atap  peno- pangnya,  karena  dalam  perencanaan atap  bangunan  biasanya  tidak  pernah dikenakan beban akibat tumpukan pasir.

## 2. Metodologi
Metode  yang  digunakan  adalah  dengan membuat  simulasi  atap  rumah  sederha- na yang dapat disesuaikan tingkat kemi- ringan  atapnya  (lihat  Gambar  3).  Jenis penutup  atap  yang  digunakan  untuk melakukan  simulasi  bervariasi  yaitu: atap genteng tanah, atap genteng beton, atap asbes dan atap seng. Material pasir yang digunakan juga bervariasi dari tiga tempat  hasil  erupsi  Gunung  Bromo tahun  2011,  yaitu  dari  Desa  Ngadisari (dekat Kawah Bromo), Desa Ngadirejo, dan  Desa  Sambi  Kerep.  Kondisi  pasir yang  digunakan  juga  dibuat  bervariasi, yaitu  pasir  dalam  kondisi  kering  dan dalam kondisi basah.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan  hasil  simulasi  maka  dipe- roleh  data  seperti  yang  terlihat  pada Tabel 1.
Gambar 3 . Alat simulasi kemiringan atap .
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  kemiri- ngan  atap  untuk  bangunan  di  kawasan gunung  api  yang  membuat  pasir  terge-
lincir  jatuh  atau  tidak  menumpuk  di atap  dipengaruhi  oleh  jenis  penutup atap, lokasi bangunan dan kondisi pasir. Penutup  atap  yang  digunakan  pada penelitian  ini  meliputi:  genteng  tanah, genteng  beton,  asbes,  dan  seng.  Lokasi bangunan  yang  dimaksudkan  di  sini terkait lokasi pengambilan sampel pasir, yang  pada  penelitian  ini  diambil  dari Desa Ngadisari dan Sambikerep. Kondisi  pasir  disimulasikan  dalam kondisi basah dan kondisi kering, untuk mewakili  saat  kondisi  terjadi  hujan maupun tidak terkena hujan.
Tabel  1 .  Hasil  Simulasi  Kemiringan  Atap  dengan  Berbagai  Bahan  Penutup  Atap  dengan Pasir Hasil Erupsi Gunung Api
Kemiringan Atap Lokasi pengambilan sampel pasir Desa Ngadisari Desa Sambikerep Kondisi Pasir Jenis Penutup Atap Pergerakan Pasir Kering Basah Kering Basah Genteng Tanah Mulai Jatuh 44 o 45 o
42 o 46 o Habis 49 o 49 o
50 o 49 o Genteng Beton Mulai Jatuh 37 o 39 o
38 o 39 o Habis 41 o 43 o
44 o 44 o Asbes Mulai Jatuh 35 o 38 o
35 o 37 o Habis 38 o 42 o
40 o 42 o Seng Mulai Jatuh 31 o 37 o 31 o 39 o Habis 33 o 40 o
35 o 40 o
Selanjutnya  kemiringan  atap  untuk bangunan  yang diperoleh pada simulasi ini  dibandingkan  dengan  kemiringan atap  eksisting  yang  umumnya  yang terdapat  pada  lokasi  studi.  Berdasarkan hasil  survey  atau  pengamatan  lapangan diperoleh  umumnya  kemiringan  atap genteng  30 o -35 o ,  dan  untuk  atap  seng atau asbes 10 o -15 o . Perbandingan kemi- rigan  atap  hasil  simulasi  dengan  kemi- ringan  atap  eksisting  dapat  menunjuk- kan  tingkat  risiko  bencana  dari  kemi- ringan  atap  yang  umumnya  terdapat
pada  kawasan  gunung  api.  Dengan demikian,  hasil  simulasi  ini  sangat penting  dalam  rangka  Pengurangan Risiko  Bencana  (PRB)  ambruknya  atap bangunan akibat hujan pasir di kawasan gunung api.
Pergerakan  pasir  bisa  terjadi  dan  mulai jatuh  pada  sudut  kemiringan  atap terkecil,  sebesar  31 o dengan  jenis penutup  atap  seng  dan  pasir  dalam kondisi  kering.  Pergerakan  pasir  dalam kondisi kering di atas penutup atap seng ini  bisa  sampai  habis,  jika  sudut  ke-

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
miringan atapnya dinaikkan 2 o lagi atau menjadi  33 o .  Sementara  pergerakan pasir  bisa  terjadi  dan  mulai  jatuh membutuhkan  sudut  kemiringan  atap terbesar, sebesar 46 o pada jenis penutup atap  genteng  tanah  dan  pasir  dalam kondisi  basah.  Pada  sudut  kemiringan 49 o pergerakan pasir bisa sampai habis.
Berikut  ini  penjelasan  lebih  detail mengenai  pengaruh  dari  variasi  jenis penutup  atap,  lokasi  bangunan,  dari kondisi pasir terhadap sudut kemiringan atap  di  kawasan  gunung  api  yang mampu  membuat  pasir  tergelincir  jatuh hingga habis.
a. Pengaruh Jenis Penutup Atap
Hasil  simulasi  pada Tabel  1 menunjuk- kan  bahwa  jenis  penutup  atap  genteng tanah,  genteng  beton,  asbes,  dan  seng memiliki  pengaruh  yang  berbeda  terha- dap  pergerakan  pasir  pada  sudut kemiringan  atap.  Untuk  jenis  penutup atap  genteng  tanah  pergerakan  pasir terjadi  pada  sudut  kemiringan  atap sebesar  44 o (mulai  jatuh)  dan  49 o (habis)  pasir  dalam  kondisi  kering,  dan sebesar  45 o (mulai  jatuh)  dan  49 o (habis)  pasir  dalam  kondisi  basah. Untuk jenis penutup atap genteng beton membutuhkan  sudut  kemiringan  atap yang  lebih  rendah,  begitu  pula  dengan penutup  atap  asbes  dan  seng,  seperti tampak pada Tabel 1.
b. Pengaruh Lokasi Bangunan
Hasil  simulasi  pada Tabel  1 menunjuk- kan  pergerakan  pasir  pada  sudut  kemi- ringan  atap  jika  ditinjau  dari  lokasi bangunan tempat diambil sampel tanah, yaitu di Desa Ngadisari dan Sambikerep memang  ada  perbedaan,  namun  secara
umum  relatif  sama.  Hal  ini  berarti bahwa  perbedaan  lokasi  pengambilan sampel  tidak  memiliki  pengaruh  signi- fikan  terhadap  sudut  kemiringan  atap. Ini sekaligus berarti bahwa sampel pasir atau abu vulkanik relatif homogen.
c. Pengaruh Kondisi Pasir Hasil  simulasi  pada Tabel  1 menun- jukkan bahwa kondisi kering dan basah memiliki  pengaruh  yang  berbeda  ter- hadap  pergerakan  pasir  pada  sudut kemiringan  atap.  Secara  umum,  sudut kemiringan  atap  pada  kondisi  kering lebih  rendah  dibandingkan  dengan kondisi  basah.  Ini  terjadi  hampir  pada semua jenis penutup atap, yaitu genteng tanah,  genteng  beton,  asbes,  dan  seng. Ini  menunjukkan  bahwa  pada  kondisi basah lebih beresiko terhadap runtuhnya atap  akibat  tidak  kuat  menahan  tam- bahan beban pasir diatasnya.

## 4. Simpulan
Berdasarkan  analisis  tersebut  di  atas dapat  disimpulkan  bahwa  untuk  bahan atap  genteng  tanah  dan  beton,  yang kemiringan  umumnya  adalah  30 o -35 o direkomendasikan  untuk  ditambah  ke- miringan atapnya berturut-turut menjadi sampai  dengan  44 o dan  49 o .  Sedangkan jika  menggunakan  atap  asbes  atau  seng yang  kemiringan  umumnya  adalah  10 o - 15 o direkomendasikan untuk memasang atap  bangunan  dengan  kemiringan  42 o . Perbedaan  lokasi  pengambilan  sampel pasir,  yaitu  sekitar  500  meter  dari kawah  dengan  dari  desa  yang  paling jauh  terdampak  tidak  memberikan pengaruh  yang signifikan, artinya dapat dikatakan  bahwa  rekomendasi  kemiri- ngan atap tersebut sebaiknya digunakan
di lokasi yang memiliki potensi dampak terkena hujan pasir hasil erupsi. Kondisi pasir  yang  berbeda,  kering  dan  basah, memperlihatkan  bahwa  perilaku  kedua- nya  berbeda  yaitu  kondisi  basah  mem- perlihatkan lebih sulit untuk tergelincir, sehingga  dapat  dikatakan  bahwa  pada musim hujan pasir akan lebih berbahaya jika menimpa atap rumah.

## Daftar Pustaka
BNPB.  (2011).  Peta  Penggunaan  Topo- grafi  dan  Penggunaan  Lahan  di Sekitar  Gunung  Api  Bromo:  Ra- dius  Pengaruh  Erupsi  Gunung Bromo. Jakarta.
BPBD  Provinsi  Jawa  Timur.  (2011).
Rencana Program Rehabilitasi dan Rekonstruksi  Pasca  Erupsi  Gu- nung  Bromo.  Laporan  Akhir.  Su- rabaya Das,  B.  M.,  (2010). Principle  of  Geo- technical  Engineering ,  7th  Edi- tion. USA.