## Pembuatan masker aerator untuk atlet difabel sebagai pencegahan hypoxia saat latihan di masa pandemi COVID-19
Faiz Nur Fauzi 1 , Diasdamara Fakhri Nugroho 1 , Rizqi Husain Alfathan 1 , Wijang Wisnu Raharjo 2 , Bambang Kusharjanta 2 , Ubaidillah 2
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret 2 Staf Pengajar, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret
Jl. Ir. Sutami No. 36A, Surakarta, Jawa Tengah 57126
Email korespondensi: m_asyain@staff.uns.ac.id

## Abstrak
Di masa pandemi COVID-19 seperti sekarang ini, dianjurkan untuk selalu menaati protokol kesehatan. Salah satunya adalah dengan menggunakan masker. Penggunaan masker pada atlet, khususnya atlet difabel memiliki dampak yang buruk bagi tubuh atlet itu sendiri. Karena dalam keberjalanan latihan, para atlet akan melakukan pekerjaan yang berat, sehingga membutuhkan suplai oksigen yang mencukupi. Dalam kasus ini, masker dapat menyebabkan berkurangnya efektivitas pernapasan atlet karena terjadi hypoxia. Hypoxia merupakan kondisi di mana  tubuh  kekurangan  kadar  oksigen.  Untuk  mencegah  hypoxia  pada  atlet  yang  harus  tetap  melaksanakan latihan  dengan  protokol  kesehatan  COVID-19  adalah  dengan  menggunakan  masker  yang  dapat  mengatur sirkulasi  udara  dengan baik. Oleh  karena  itu,  muncul  sebuah  ide  untuk  membuat  masker  aerator  yang  dapat membantu  sistem  pernapasan  dan  dapat  mencegah  atlet  terkena  gangguan  hypoxia  selama  latihan  di  kala pandemi, karena masker aerator yang dibuat ini dilengkapi dengan dual fan yang dapat menyuplai oksigen dengan baik, sehingga atlet dapat melakukan latihan tanpa takut mengalami gangguan hypoxia dan tetap patuh dengan protokol kesehatan.
Kata kunci : hypoxia, masker aerator, alat bantu olahraga.

## Abstract
During the current COVID-19 pandemic, we are encouraged to always obey health protocols. One of them is to use a mask. The use of masks on athletes, especially athletes with disabilities has a bad impact on the athlete's body itself. Because in the course of training, the athletes will do heavy work that requires adequate oxygen supply. In this case, the mask can reduce the athlete's respiratory effectiveness due to hypoxia. Hypoxia is a condition in which the body lacks oxygen levels. To prevent hypoxia in athletes who must continue to carry out training with the  COVID-19 health  protocol is to use a mask that can regulate air circulation properly. Therefore, an idea emerged  to make  an  aerator mask that can help the respiratory  system  and can prevent athletes from getting hypoxia during training during a pandemic, because the aerator mask that we made is equipped with dual fans that can supply oxygen properly. Thus, athletes can exercise without fear of experiencing hypoxia disorders and remain compliant with health protocols.
Keywords: hypoxia, aerator mask, sports aid.

## 1. Pendahuluan
Novel  coronavirus (CoV)  adalah  varian  baru  dari coronavirus . Penyakit ini, yang disebabkan oleh novel coronavirus (pertama  kali  diidentifikasi  di  Wuhan, Tiongkok) disebut sebagai coronavirus disease 2019 (COVID-19).  COVID-19  adalah  virus  baru  yang berasal dari satu keluarga yang sama dengan Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) dan Middle East
Respiratory Syndrome (MERS). Kelelawar tampaknya  menjadi  sumber  utama,  mengingat kesamaan  dalam  pengurutan  RNA  dengan  2  virus corona kelelawar. COVID-19 menular melalui kontak langsung  dengan  percikan  dahak  dari  orang  yang terinfeksi  (melalui  batuk  dan  bersin),  dan  jika menyentuh  permukaan  yang  terkontaminasi  virus. Virus  ini  dapat  bertahan  selama  beberapa  jam  di permukaan,  tetapi  desinfektan  sederhana  dapat membunuhnya.  Pencegahan  COVID-19  dapat
dilakukan  dengan  mencuci  tangan,  menggunakan masker,  menjaga  daya  tahan  tubuh,  menerapkan physical  distancing atau  melakukan  isolasi  mandiri, dan  membersihkan  lingkungan  secara  rutin  serta melakukan desinfeksi secara rutin [1].
COVID-19  tentu  menjadi  permasalahan  bagi  setiap pihak,  tidak  terkecuali  atlet.  COVID-19  memaksa para  atlet  untuk  melakukan  setiap  latihan  yang dijalani  dengan  tetap  mematuhi  protokol  kesehatan salah  satunya  penggunaan  masker.  Penggunaan masker  pada  atlet  memiliki  beberapa  dampak  pada tubuh  atlet,  karena  dalam  keberjalanan  latihan  para atlet akan melakukan kerja berat yang membutuhkan suplai  oksigen  yang  harus  terpenuhi.  Hal  ini  juga didukung  dari  hasil  tes  CPET  ( Cardiopulmonary Exercise  Test )  yang  menunjukan  penurunan  kinerja Jantung  dan  Paru-paru  atlet  ketika  menggunakan masker [2]. Salah satu penyebab berkurangnya kinerja
jantung  dan  paru-paru  atlet  ketika  menggunakan masker adalah terjadi hypoxia atau hypoxemia .
Oksigen  (O 2 )  memegang  peranan  penting  dalam semua proses tubuh secara fungsional serta kebutuhan oksigen merupakan kebutuhan yang paling utama dan sangat  vital  bagi  tubuh.  Kekurangan  oksigen  dapat menyebabkan  metabolisme  berlangsung  tidak sempurna,  adanya  kekurangan  O 2 ditandai  dengan keadaan  hipoksia,  yang  dalam  proses  lanjut  dapat menyebabkan  kematian  jaringan  bahkan  dapat mengancam kehidupan [3]. Hypoxia atau hypoxemia merupakan kondisi ketika jaringan tubuh mengalami kekurangan  kadar  oksigen  (kadar  oksigen  di  bawah batas  normal). Hypoxia ditandai  dengan  rendahnya tekanan parsial oksigen (PaO 2 < 80 mmHg) [4]. Gejala hypoxia antara  lain  perubahan  warna  kulit  (dari kemerahan  hingga  kebiruan),  kebingungan,  batuk, detak jantung tidak normal (terlalu cepat atau lambat), nafas  terengah-engah,  dan  berkeringat.  Pencegahan hypoxia pada  atlet  di  tengah  pandemi  COVID-19 dapat  dilakukan  dengan  penggunaan  masker  yang dapat  mengatur  sirkulasi  udara  atau  masker  aerator. Dengan masker aerator penggunaan masker tidak lagi menjadi masalah bagi atlet ketika melakukan latihan berat  karena  adanya  udara  yang  masuk  ke  dalam masker  melalui fan /kipas  yang  ada  pada  masker, sehingga  atlet  dapat  melakukan  latihan  tanpa  takut mengalami  gejala hypoxia dan  tetap  patuh  dengan protokol kesehatan yang berlaku.

## 2. Metode
Masker  aerator  yang  dibuat  ini  bertujuan  untuk mencegah  atlet  difabel  dari  serangan hypoxia .  Di mana masker yang dibuat ini dapat mengalirkan udara melalui dua buah fan yang  disusun  di bagian kanan dan  kiri  masker.  Ditambah  lagi  dengan  desain  yang dibuat ini menerapkan konsep plug and play , di mana pengguna  dapat  mengganti  komponen-komponen pendukung dari masker dengan mudah.
Untuk mendukung konsep yang diusung sebelumnya, maka dipilih material yang kuat, kokoh serta portable . Masker didominasi dengan material PLA ( Polylactid Acid ) yang dicetak menggunakan 3D print .
Masker Base masker yang digunakan adalah masker dengan spesifikasi pabrikan yang dimodifikasi bagian kanan dan kirinya untuk menyatukan fan mounting ke base masker (Gambar 1).
Gambar 1. Base masker.

## Fan Mounting
Desain fan  mounting (Gambar  2)  dibuat menggunakan software Fusion  360.  Material  yang digunakan  pada  bagian  ini  adalah  dengan menggunakan  material  PLA  yang  diproses menggunakan proses 3D printing (Gambar 3) dengan settingan density yakni 90%. Tingginya density yang dipakai  menjadikan  hasil  yang  lebih  kuat  dan  lebih tahan  lama.  Hasil 3D  printing ditunjukkan  pada Gambar 4.
Gambar 2. Desain fan mounting.
Gambar 3. Proses 3D printing.
Gambar 4. Fan mounting hasil 3D printing.
Untuk  bagian  penutup  dari fan setelah fan dimasukkan  ke  bagian mounting yaitu  dengan menggunakan acrylic (Gambar  5). Acrylic yang dipakai  memiliki  ketebalan  5  mm  yang  dipotong menggunakan proses laser cut (Gambar 6). Di bawah tutup acrylic juga  dilapisi  dengan  kain spunbond (Gambar 7) yang dapat menyerap kotoran dan sangat mudah diganti oleh pengguna jika telah kotor dengan cara membuka tutup acrylic .
Gambar 5. Acrylic 5 mm.
Gambar 6. Proses laser cut.
Gambar 7. Kain spunbond.

## Tempat Baterai
Sama  halnya  dengan fan  mounting ,  tempat  baterai (Gambar  8)  ini  didesain  menggunakan software Fusion 306 dan kami cetak menggunakan proses 3D printing dengan material PLA ( density 90%). Tempat baterai  ini  dapat  memuat  1  buah  baterai  dengan tegangan sebesar 9 V dan juga 1 buah sakelar kecil. Hasil ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 8. Desain tempat baterai.
Gambar 9. Tempat baterai 3D printing.

## Assembly
Setelah  semua  komponen  tercetak,  maka  proses selanjutnya  adalah  menyatukan  beberapa  komponen tersebut  menjadi  satu,  untuk  penyatuan  beberapa komponen  tersebut  disatukan  dengan  menggunakan perekat  yang  berbasis epoxy ,  sehingga  beberapa komponen yang sudah disusun dapat menyatu dengan sempurna.  Desain assembly sesuai  dengan  Gambar 10,  sedangkan  hasil assembly ditunjukkan  pada Gambar 11.
Gambar 10. Assembly design.
Gambar 11. Full assembly produk.

## Prinsip Kerja
Prinsip  kerja  dari  masker  adalah  ( plug  and  play ) dengan  menyambungkan  kabel  antara  kipas  dengan baterai menggunakan jack yang terdapat pada ujung- ujung  kabel.  Hal  tersebut  akan  memudahkan pengguna ketika akan melepas masker dari tubuhnya.
Selain  itu  pada  tempat  baterai  juga  terdapat  sakelar yang dapat menjadikan masker lebih efisien.
Kemudahan yang dapat diambil dari produk  masker aerator  yang  dibuat  adalah  lebih  mudah  digunakan karena hanya menyambungkan 2 kabel yang ada dan menekan  tombol on pada  sakelar.  Mudah  untuk melakukan pergantian komponen ( fan , kain, baterai), karena  desain  yang  dibuat  memudahkan  pengguna untuk  mengganti  komponen  sendiri  tanpa  bantuan produsen.  Kabel  yang  dibuat  rapi,  sehingga  tidak mengganggu saat melakukan aktivitas olahraga.
Masker  aerator  menggunakan  dua  buah fan 30  mm dengan tegangan 12 volt yang dirangkai secara paralel sebagai air  intake pada  masker  ini.  Daya  yang dibutuhkan dua buah fan 30 mm disuplai dari sebuah baterai  9  volt  yang  dipasang socket  clip untuk memudahkan  pemasangan switch  on/off yang kemudian dihubungkan ke kabel jack DC male . Dua buah fan 30  mm  dihubungkan  ke  kabel jack  DC female .  Ketika  kedua jack  DC dihubungkan, kemudian switch ditekan ke on maka daya dari baterai 9 volt akan mengalir ke dua buah fan 30 mm, sehingga udara dapat masuk ke bagian dalam masker. Diagram kabel ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 12. Diagarm kabel masker aerator.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Dilihat dari hasil kajian yang telah dilakukan masker aerator  cukup  efektif  dalam  mencegah  terjadinya hypoxia pada  atlet  difabel.  Hal  ini  tentunya  dapat menjaga kinerja tubuh atlet ketika melakukan latihan, sehingga  hasil  yang  didapatkan  tidak  akan  jauh berbeda  dengan  ketika  melakukan  latihan  tanpa menggunakan masker.
Dari  hasil  kajian,  atlet  dapat  melakukan  latihan  dan olahraga  yang  cukup  berat  tanpa  mengalami  gejala hypoxia .  Namun  dibutuhkan  studi  dan  riset  lebih lanjut  agar  alat  tersebut  dapat  bekerja  secara maksimal.
4. Kesimpulan
Proses  perancangan,  pembuatan  dan  pengujian prototipe  masker  aerator  telah  selesai  dilaksanakan. Dari seluruh rangkaian aktivitas tersebut ada beberapa hal  yang  dapat  disimpulkan  yakni  prototipe  masker aerator  dapat  berfungsi  sempurna  dan  memiliki portabilitas  yang  tinggi  karena  adanya jack  DC sebagai penghubung fan ke sumber daya.  Pengujian fungsional  telah  memberikan  gambaran  mengenai kemampuan  operasional  dari  alat.  Seluruh  fungsi yang  direncanakan  dapat  bekerja  cukup  baik.  Dari segi  estetika,  alat  menunjukkan  sedikit  kelemahan dalam hal kerapian, dikarenakan alat memiliki kabel yang  menghubungkan fan dan  baterai  (berada  di lengan atas). Prototipe masker aerator ini juga sudah dapat memenuhi harapan yang diinginkan. Walaupun untuk beberapa hal masih terdapat kendala.

## Daftar Pustaka
[1] Toresdahl,  B.  G.,  &  Asif,  I.  M.  (2020). Coronavirus  Disease  2019  (COVID-19): Considerations  for  the  Competitive  Athlete. Sports  Health:  A  Multidisciplinary  Approach,
12(3), 221–224. https://doi.org/10.1177/1941738120918876
[2] Driver, S., Reynolds, M., Brown, K., Vingren, J. L.,  Hill,  D.  W.,  Bennett,  M.,  Gilliland,  T., McShan,  E.,  Callender,  L.,  Reynolds,  E., Borunda, N., Mosolf, J., Cates, C., & Jones, A. (2021). Effects of wearing a cloth face mask on performance,  physiological  and  perceptual responses  during  a  graded  treadmill  running exercise test. British Journal of Sports Medicine, bjsports-2020-103758. https://doi.org/10.1136/bjsports-2020-103758
[3] Cici  Julia  Sri  Dewi,  Rismawati  Yaswir, Desywar.  2019.  Korelasi  Tekanan  Parsial Oksigen  Dengan  Jumlah  Eritrosit  Berinti  Pada Neonatus  Hipoksemia.  Jurnal  Kesehatan
Andalas. 8(1). 76-80.
[4] Hidayati Fitrohtul Uyun, Ratna Indriawati. 2013. Pengaruh  Lama  Hipoksia  terhadap  Angka Eritrosit  dan  Kadar  Hemoglobin  Rattus norvegicus. 49-54.