J URNAL F ISIKA DAN A PLIKASINYA V OLUME 15, N OMOR 2, 2019

## Penentuan Pengaruh Jenis Insektisida pada Porositas Kertas Saring menggunakan Analisis Image
Sepdian Joyta Shadday, 1 Made Rai Suci Shanti Nurani Ayub, 1 Riyani Setiyaningsih, 2 dan Adita Sutresno* 1
1 Fisika, Fakultas Sains Dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga 50711
2 Balai Besar Penelitian Dan Pengembangan, Vektor dan Reservoir Penyakit Salatiga Jl. Hasanudin No.123, Salatiga 50711

## Intisari
Database porositas kertas saring dalam uji resistensi nyamuk menjadi hal penting sebagai parameter kualitas kertas uji resistensi nyamuk. Insektisida mempunyai peranan penting dalam kertas tersebut. Beberapa insek- tisida yang dipakai dalam uji resistensi ikut dalam uji porositas. Untuk menemukan porositas pada kertas saring WM berstandar WHO diperlukan aplikasi imageJ dalam mencari volume rongga udara. Kertas yang digunakan dalam pengukuran ini adalah kertas saring WM tanpa insektisida sebagai kertas kontrol dan kertas saring WM berinsektisida, yaitu cypermetrin, lamdacy halotrin, dan permetrin dengan konsentrasi yang telah ditetapkan dalam uji resistensi. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa kertas saring dengan campuran bahan aktif in- sektisida jenis cypermetrin 0,05% memiliki porositas sebesar 47,78%, kertas yang bercampur dengan bahan aktif insektisida jenis lamdacy halotrin 0,03% memiliki porositas sebesar 49,37% dan kertas yang bercampur dengan bahan aktif insektisida jenis permetrin 0,25% memiliki porositas sebesar 49,60%. Sehingga didapatkan bahwa untuk kertas saring dengan bahan aktif insektisida cypermetrin lebih baik dilihat dari porositasnya.

## Abstract
Database of filter paper porosity in mosquito resistance test becomes significant in the quality parameter of mosquito resistance paper test. Insecticide has an important role in such paper. Some insecticide used in the resistance test was included in the porosity test. In order to find the porosity of WM filter paper with WHO standard, an imageJ application is needed to look for the volume of air-cavity. The paper used in this measurement was WM filter paper without insecticide as the control paper and WM filter paper with insecticide, namely cypermetrin, lamdacy halotrin, and permetrin with the concentrate that has been decided in the resistance test. The results of this study showed that the porosity of filter paper with 0,05% cypermetrin as the active insecticide was 47,78%, the porosity of filter paper with 0,03% lamdacy halotrin as the active insecticide was 49,37% and the porosity of filter paper with 0,25% permetrin as the active insecticide was 49,60%. Therefore, it was found out that based on its porosity, the filter paper with cypermetrin as the active insecticide was better.
Keywords: paper porosity; insecticide; ImageJ application.
*Corresponding author: adita.sutresno@uksw.edu http://dx.doi.org/10.12962/j24604682.v15i2.4270 2460-4682 c Departemen Fisika, FSains-ITS

## I. PENDAHULUAN
Demam berdarah Dengue (DBD) yang disebabkan virus dengue menyerang sistem trasnportasi tubuh yaitu darah. Darah pada tubuh akan mengalami penurunan jumlah trom- bosit, dan jika penanganannya terlambat maka akibatnya sangat fatal yaitu kematian [1]. Pemerintah melakukan kampanye pencegahan DBD dengan tujuan mengendalikan perkembangbiakan nyamuk Aedes Aegypt yang menjadi vek- tor penyebaran penyakit DBD. Dalam kampanye tersebut disebut pemberantasan perkembangbiakan nyamuk Aedes Ae- gypt (PSN 3M Plus) untuk mengajak masyarakat menutup bak penampungan air, menguras dan mengubur barang bekas, mencegah gigitan nyamuk dengan repelen, menabur bubuk
larvasida dan memelihara ikan pemangsa jentik [2].
Pada kenyataannya tidak cukup hanya tindakan pencega- han, perlu adanya upaya memotong siklus penyebaran de- ngan memberantas nyamuk. Upaya untuk memotong siklus adalah dengan membunuh sebagian besar vektor infektif de- ngan cepat, sehingga siklus penyebarannya terputus menggu- nakan metode fogging [3]. Metode fogging dilakukan dengan menyemprotkan udara yang berupa asap dengan komposisi in- sektisida yang dimasukkan pada mesin Swingfog dengan do- sis tertentu [1]. Pengendalian vektor dengan insektisida telah lama dilakukan, akan tetapi pada tahun 1987 telah dilaporkan adanya resistensi Aedes Aegypt [4]. Ternyata yang menjadi penyebab resistensi vektor adalah penggunaan insektisida se- cara terus menerus. Resistensi terjadi karena proses evolusi
Gambar 1: Urutan prosedur penelitian.
serangga untuk bisa beradaptasi dengan lingkungannya [5]. Walaupun setiap insektisida memiliki perbedaan derajat tok- sitasnya tapi bukan tidak mungkin terjadi akumulasi jika di- gunakan terus menerus. Akumulasi ini tergantung antara lain dari sikap atau perilaku penggunaan insektisida, formulasi in- sektisida, dan jalan masuk pajanan insektisida [6].
Inovasi kertas sudah sering dijumpai salah satu manfaat kertas yaitu dapat digunakan sebagai alat uji suceptibility re- sistensi nyamuk. Saat ini masih dilakukan penelitian berba- gai jenis-jenis kertas yang dapat menggantikan kertas uji re- sistensi standart WHO namun kualitas kertas tidak banyak berbeda [7, 8].
Bahan baku kertas yang berbeda tentu saja membuat ciri khas yang berbeda-beda. Dari sifat fisiknya, kertas dapat dibedakan oleh berat, ketebalan, kehalusan, kekakuan, keta- hanan fisik, dan daya serap terhadap cairan. Salah satu ciri khas yang membedakan kertas adalah porositas. Porositas kertas adalah indikasi kemampuan kertas untuk dapat ditem- bus oleh udara yang dilewatkan tegak lurus pada permukaan kertas. Porositas juga menggambarkan adanya ruang kosong pada kertas yang makin rapat ikatan serat semakin sedikit ru- ang kosong dan semakin rendah porositas kertasnya [9]. Se- cara matematis porositas adalah perbandingan antara presen- tase rongga udara dan volume kertas total [10–13].
Φ = V p V total × 100% (1)
dengan Φ adalah porositas, V p adalah volume rongga, V total adalah total volume.
Pentingnya porositas sebagai parameter dalam membuat kertas uji resistensi, maka penelitian ini telah dilakukan. Se- makin banyak insektisida yang menempel maka semakin baik kualitas kertas bahan uji resistensi. Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan database volume rongga udara (porosi- tas) untuk kertas berinsektisida dengan analisis image meng- gunakan aplikasi ImageJ . Hasil yang diperoleh akan dida-
patkan database porositas kertas berinsektisida dengan se- makin banyak insektisida yang menempel semakin baik dalam upaya uji resistensi nyamuk. Kertas berinsektisida adalah ker- tas yang permukaannya telah diseprot dengan cairan insek- tisida.
Dari penelitian yang pernah dilakukan untuk mengukur ukuran partikel disebutkan bahwa software ImageJ memi- liki tingkat akurasi analisis partikel. Hal tersebut yang men- dasari bahwa analisis partikel menggunakan ImageJ cukup akurat [14]. Metode dalam mencari luasan pada rongga adalah metode segmentasi watershed . Metode segmentasi water- shed ini membantu dalam membagi wilayah rongga udara dan cukup detail dalam membagi detail citra [15].

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mikroskop cahaya Nikon Eclipse e100 , kaca preparat, isolasi, gunting, plastik mika, mikrometer skrup, dan kamera untuk mengam- bil gambar yang akan dianalisis. Bahan yang dianalisis adalah kertas saring WM yang berstandar WHO sebagai alat ukur resistensi vektor dengan insektisida yang diperlukan yaitu: cypermetrin 0,05%, lamdacy halotrin 0,03%, dan permethrin 0,25%. Besar konsentrasi insektisida tersebut disesuaikan dengan standart pengujian suceptibility pada nyamuk Aedes Aegept . Kertas saring yang dibutuhkan sebanyak 4 lembar de- ngan ukuran yang telah ditentukan. Ukuran yang digunakan dalam peneliti adalah 12 × 15cm.
Urutan prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. Sampel adalah kertas saring WM tanpa insektisida, dengan insektisida cypermetrin 0,05%, dengan insektisida lamdacy halotrin 0,03%, dan dengan insektisida perme- thrin 0,25%. Kertas yang menjadi sampel mempunyai 8- 12 lapisan yang disebut slice . Dengan menggunakan ban- tuan mikroskop didapatkan citra gambar yang dapat dicari informasi luasan menggunakan imageJ . Pendekatan yang di- gunakan dalam mencari luasan rongga adalah dengan seg- mentasi citra. Setelah melalui proses segmentasi dalam ap- likasi imageJ, menggunakan analyze particles akan diperoleh data luasan. Kumpulan data luasan yang dikumpulkan adalah database luasan rongga. Database porositas didapatkan de- ngan mengumpulkan data luasan dan data tebal kertas untuk dipakai pada Persamaan (1).
Prosedur penelitian ini melalui langkah pengambilan data berupa gambar dan langkah pemrosesan citra gambar. Pada Gambar 1, langkah pertama pengambilan data adalah menyi- apkan kertas saring yang menjadi sampel. Satu lembar ker- tas dijadikan kertas kontrol atau tanpa insektisida. Tiga lem- bar yang lain dicampurkan insektisida. Ketiga kertas dicam- purkan insektisida dengan konsentrasi sebanyak 2 ml yang disemprotkan secara merata. Sebelum dianalisis kertas di- keringkan dengan suhu ruangan selama 24 jam. Setelah ker- ing kertas ditutup dengan alumunium foil supaya insektisida pada kertas tidak mudah hilang dan terkontaminasi bahan lain. Setelah bahan siap maka dilanjutkan ke proses analisis.
Pada proses analisis, persamaan porositas yang sebagai pa- rameter kualitas kertas menjadi hal penting dalam analisis
Gambar 2: Profil gambar kertas saring dilihat menggunakan mikroskop.
Gambar 3: Profil gambar kertas saring setelah proses segmentasi citra dengan metode Watershed .
data. Pada Gambar 1, sampel berasal dari keempat kertas sar- ing yang telah siap digunakan. Setiap kertasnya diambil 4 sampel. Sampel yang diambil berbentuk persegi dengan lu- asan yang cukup untuk ditempel pada kaca preparat. Untuk memudahkan analisis, kertas saring dipisahkan menjadi be- berapa lapisan kertas yang disebut slice . Setiap slice akan di- ambil 3 gambar untuk dianalisis. Gambar yang telah siap akan mulai diproses dengan ImageJ yang didalam aplikasi imageJ terdapat beberapa langkah proses data untuk mendapatkan data luasan. Selain data gambar, diperlukan juga menghitung tebal setiap slice . Sebelum masuk pada proses perhitungan luas, yang harus terlebih dahulu dilakukan adalah kalibrasi lu- asan untuk mendapatkan nilai luasan dari nilai pixel gambar yang sesungguhnya menggunakan set scale . Data yang diper- lukan untuk set scale adalah jarak pada pixel, jarak sesung- guhnya yang diketahui dan satuannya [16]. Setelah kalibrasi selesai, semua gambar dapat dianalisis. Analisis dilakukan dengan membuat gambar menjadi 8 bit atau grayscale , kemu- dian gambar diperjelas dengan mengatur brightness/contrast [17]. Langkah berikutnya dengan membuat gambar menjadi hitam putih, memperjelas rongga, dan membuat segmentasi citra gambar menggunakan metode watershed . Kemudian menggunakan analyze particle untuk mendapatkan data lu- asan rongga kertas [18]. Semua data disatukan dalam mi- crosoft excel untuk diolah mendapatkan hasil porositas.
Gambar 4: Profil gambar kertas saring setelah proses data hasil luasan.
Gambar 5: Tabel hasil analyze particle yang disajikan bersama gambar.

## III. HASIL DAN DISKUSI
Salah satu hasil pengamatan menggunakan mikroskop dengan perbesaran 100 kali pada salah satu slice dapat dilihat pada pada Gambar 2. Proses kalibrasi dilakukan dengan membuat citra menjadi 8 bit kemudian membuat garis yang diketahui jaraknya ( known distance ) yang ke- mudian dimasukkan pada jendela set scale [16]. Tujuan membuat citra menjadi 8 bit melalui proses binary adalah untuk mendeteksi tepi, meghitung partikel atau menghitung luasan pada langkah selanjutnya [17]. Setelah melalui proses kalibrasi menggunakan set scale pada Gambar 2 didapatkan nilai skalanya adalah 14100 pixels/mm. Nilai skala tersebut digunakan untuk menganalisis semua hasil gambar dari setiap slice . Sebanyak 486 gambar dianalisis dengan langkah yang sama pada metodologi hingga pada hasil Gambar 3 dan Gambar 4.
Hasil proses segmentasi menggunakan metode analisis watershed menggunakan imageJ ditunjukan pada Gambar 3. Proses segmentasi ini sangat penting karena sangat berguna dalam mendapatkan daerah yang menjadi objek penelitian dalam hal ini adalah daerah luasan rongga. Ada banyak teknik segmentasi, pada aplikasi imageJ sendiri memiliki fitur segmentasi watershed yang dapat membuat batas yang berhubungan dengan daerah intensitas tertinggi dari citra dan dapat secara otomastis mengidentifikasi setiap pixel pada citra [15]. Segmentasi citra tersebut berguna dalam
TABEL I: Porositas kertas. Sampel Volume Rongga Volume Total Porositas Presentase Daya Kertas (10 − 4 mm 3 ) (10 − 4 mm 3 ) (%) Serap (%) Kontrol 1,74 3,5 49,71 Kertas + Cypermetrin 0,05% 1,62 3,39 47,78 3,882518608 Kertas + Lamdacy Halotrin 0,03% 1,59 3,22 49,37 0,683967009 Kertas + Permetrin 0,25% 1,25 2,52 49,6 0,221283444
Gambar 6: Grafik perbandingan porositas.
mempartisi gambar menjadi beberapa segmen, langkah ini adalah langkah awal yang sangat penting dalam aplikasi imageJ untuk menganalisis gambar. Segmentasi gambar ini berarti mengekstraksi dan mempresentasikan informasi gambar ke grup pixel gambar pada wilayah yang hampir sama [19]. Sehingga wilayah hasil segmentasi watershed tersebut dapat dianalisis luasannya menggunakan analyze particles .
Gambar 4 adalah hasil dari proses analyze particles menggunakan show outlines . Daerah yang dihitung tersebut adalah rongga pada kertas. Hasil proses analyze particle juga menyajikan hasil data seperti pada Gambar 5. Gambar 5 menunjukkan bahwa pada slice c pada suatu sampel didapatkan sebanyak 515 daerah rongga dengan rata-rata luas rongga 2.367E-5 mm karena pada saat set scale menggunakan satuan mm. Hasil summary dari setiap gambar disatukan dalam file excel. Sampel semua data yang jadi satu di excel kemudian diperoleh volume rongga, volume total dari setiap kertas, porositas, dan daya serap yang disajikan pada Tabel I. Volume rongga didapatkan dari tebal dan total area. Volume total didapatkan dari volume rata-rata. Porositas didapatkan dengan Persamaan (1). Daya serap adalah presentase dari perbandingan selisih porositas kertas kontrol dan kertas berinsektisida dengan kertas kontrol sendiri karena kertas kontrol merupakan porositas normal dari kertas. Semakin besar perbedaan porositas kertas kontrol dengan porositas kertas berinsektisida maka semakin besar pula daya serapnya dan semakin banyak insektisida yang dapat menempel dikertas. Dalam Gambar 6 disajikan hasil perbedaan rongga yang digunakan sebagai pembanding hubungan porositas kertas tanpa insektisida dengan kertas berinsektisida. Grafik tersebut menunjukkan bahwa rongga kertas kontrol yang ditambahkan insektisida membuat porositas berkurang, itu
karena insektisida mengisi rongga udara dan membuat rongga udara pada kertas kontrol menjadi lebih sempit dan porositas menjadi lebih kecil. Faktor yang mempengaruhi banyaknya presentase daya serap adalah pada proses pengeringan dan lama pemyimpanan, sifat cair pada insektisida jika dike- ringkan terjadi penguapan dan insektisida akan sedikit tersisa pada rongga rongga kertas atau tidak dapat mengisi seluruh rongga yang kosong [12].

## IV. SIMPULAN
Berdasarkan analisis menggunakan imageJ dalam menen- tukan porositas kertas didapatkan bahwa kertas saring dengan campuran bahan aktif insektisida jenis cypermetrin 0,05% memiliki porositas sebesar 47,78%, kertas yang bercampur dengan bahan aktif insektisida jenis lamdacy halotrin 0,03% memiliki porositas sebesar 49,37% dan kertas yang bercam- pur dengan bahan aktif insektisida jenis permetrin 0,25% memiliki porositas sebesar 49,60%. Sifat insektisida yang cenderung akan terserap pada rongga kertas membuat volume rongga setiap kertas akan berkurang sehingga porositas kertas menjadi lebih kecil. Semakin kecil porositas kertas berinsek- tisida daripada kertas kontrol, semakin baik dalam menyerap insektisida dalam penelitian ini kertas yang paling efektif di- gunakan sebagai kertas uji resistensi adalah kertas dengan in- sektisida cypermetrin 0,05%.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan terima kasih ini di tujukan kepada Balai Be- sar Penelitian Dan Pengembangan, Vektor Dan Reservoir Penyakit Salatiga, atas kerjasamnya sehingga penelitian ini
yang merupakan salah satu bagain dari uji efikasi dan stabil- itas kertas saring dengan bahan aktif insektisida cypermetrin, permetrin dan lamdacy halotrin terhadap nyamuk Aedes Ae- gypt telah berhasil dilakukan.
[1] D. Kartika dan W. Hafid, ”Studi Pelaksanaan Program Fogging Pada Penanggulangan DBD Di Wilayah Kerja Dinas Kesehatan Bone Bolang”, Glob. Health Sci., vol. 2, no. 3, pp. 291-294, Sep 2017.
[2] T. Krianto, ”Masyarakat Depok Memilih Fogging yang Tidak Dimengerti”, J. Kesehat. Masy. Nas., vol. 4, no. 1, pp. 29-35, Agu 2009.
[3] Ambarwati, S. Darnoto, dan D. Astuti, ”Fogging Sebagai Up- aya Untuk Memberantas Nyamuk Penyebar Demam Berdarah Di Dukuh Tuak Desa Gonilan, Kartasura, Sukoharjo”, WARTA, vol. 9, no. 2, pp. 130-138, Sep 2006.
[4] L. Susanti dan H. Boesri, ”Insektisida Sipermethrin 100 G/L Terhadap Nyamuk Dengan Metode Pengasapan”, KEMAS, vol. 7, no. 2, pp. 130-138, Jan 2012.
[5] S.D. Lesmana, ”Resistensi Aedes Aegypti terhadap Insektisida Golongan Organofosfat”, J. Ilmu Kedokt., no. 1, pp. 10-13, Mar 2010.
[6] M. Raini, ”Toksikologi Insektisida Rumah Tangga dan Pence- gahan Keracunan”, Media Penelit. Dan Pengemb. Kesehat., vol. XIX, pp. 527-533, 2009.
[7] R. Setiyaningsih, ”Pengembangan Impregnated Paper Untuk Evaluasi Penggunaan Insektisida (Cypermetrin, Permetrin Dan Lamdacyhalotrin) Terhadap Nyamuk Aedes Aegypt i. B2P2VRP Salatiga.”, Balai Besar Penelit. Dan Pengemb. Vektor Dan Re- serv. Penyakit Salatiga, pp. 1-27, 2016.
[8] R. Setiyaningsih, ”Uji Efikasi Dan Stabilitas Impregnated Paper Produk Lokal Dengan Bahan Aktif Insektisida Cypermetrin, Permetrin Dan Lambdacyhalotrin Terhadap Nyamuk Aedes Ae- gypti . B2P2VRP Salatiga”, Balai Besar Penelit. Dan Pengemb. Vektor Dan Reserv. Penyakit Salatiga, pp. 1-20, 2017.
[9] S.F. Dina, N. Elyani, H. Rozikin, dan L. Kusumawati, ”Biore- fining Sebagai Salah Satu Teknologi Alternatif Pada Proses Penggilingan Serat”, J. SELULOSA, vol. 42, no. 01, pp. 1-7, Jun 2007.
[10] C. Grove dan D.A. Jerram, ”jPOR: An ImageJ Macro to Quan- tify Total Optical Porosity From Blue-Stained Thin Sections”, Comput. Geosci., vol. 32, pp. 1850-1859, 2011.
[11] N.H. Astuti, N.A. Wibowo, dan M.R.S.S.N. Ayub, ”The Poros- ity Calculation Of Various Types Of Paper With Image Anal- ysis”, J. Pendidik. Fis. Indones., vol. 14, no. 1, pp. 46-51, Jan 2018.
[12] H. Setiawan, M.R.S. Shanti, A. Pattiserlihun, dan R. Setiya- ningsih, ”Perhitungan Porositas Pada Impregnated Paper Pro- duk Lokal Dengan Bahan Aktif Insektisida”, Semin. Nas. Pekan Ilm. Fis. XXVIII Tahun 2017 UNNES, 2017.
[13] D. Sulistyaningsih, M.R.S. Shanti, R. Setiyaningsih, dan J. Muninggar, ”Perhitungan Penyusutan Rongga Udara Pada Serat Kertas Yang Tervariasi Cairan”, Pros. IConsee FSM UKSW, 2017.
[14] C. Kurniawan, T.B. Waluyo, dan P. Sebayang, ”Analisis Ukuran Partikel Menggunakan Free Software IMAGE - J”, Semin. Nas. Fis. 2011 Pus. Penelit. Fis.-LIPI, Jul 2011.
[15] Gunawan, F. Halim, dan E. Wijaya, ”Perangkat Lunak Seg- mentasi Citra dengan Metode Watershed”, JSIFO STMIK Mikroskil, vol. 12, pp. 79-88, Okt 2011.
[16] L. Reinking, ”Examples of Image Analysis Using ImageJ”, Jun-2007. Manual intruction https://imagej.nih.gov /ij/docs /pdfs/examples.pdf
[17] L. Reinking, ”ImageJ Basics (Version 1.38)”, Jun-2007. Man- ual intruction https://imagej.nih.gov/ij/docs/pdfs/ImageJ.pdf
[18] M. Haeri dan M. Haeri, ”ImageJ Plugin for Analysis of Porous Scaffolds used in Tissue Engineering”, J. Open Res. Softw., 2015.
[19] S. Ruparelia, ”Implementation of Watershed Based Image Seg- mentation Algorithm in FPGA”, Inst. Parallel Distrib. Syst. Dep. Parallel Syst. Univ. Stuttg., pp. 1-72, Mar 2012.