Metrologi

Artikel ini bukan mengenai Meteorologi.

Alat pengukur dengan presisi sampai seperjuta dari 1/3600 derajat

Metrologi (ilmu pengukuran) adalah disiplin ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran, kalibrasi, dan pemastian akurasi di bidang industri, ilmu pengetahuan dan teknologi. Metrologi mencakup tiga hal utama, yaitu:

1. Penetapan definisi satuan-satuan ukuran yang diterima secara internasional (misalnya meter)
2. Perwujudan satuan-satuan ukuran berdasarkan metode ilmiah (misalnya perwujudan nilai meter menggunakan sinar laser)
3. Penetapan rantai ketertelusuran dengan menentukan dan merekam nilai dan akurasi suatu pengukuran dan menyebarluaskan pengetahuan itu (misalnya hubungan antara nilai ukur suatu mikrometer ulir di bengkel dan standar panjang di laboratorium standar)

Metrologi dikelompokkan ke dalam tiga kategori utama dengan tingkat kerumitan dan akurasi yang berbeda-beda:

1. Metrologi Ilmiah: berhubungan dengan pengaturan dan pengembangan standar-standar pengukuran dan pemeliharaannya.
2. Metrologi Industri: bertujuan untuk memastikan bahwa sistem pengukuran dan alat-alat ukur di industri berfungsi dengan akurasi yang memadai, baik dalam proses persiapan, produksi, maupun pengujiannya.
3. Metrologi Legal: berkaitan dengan pengukuran yang berdampak pada transaksi ekonomi, kesehatan, dan keselamatan.

Bidang-bidang Metrologi

Metrologi Ilmiah dibagi oleh BIPM (Bureau International des Poids et Mesures atau Biro Internasional Timbangan dan Takaran) menjadi 9 bidang teknis:

• panjang
• kelistrikan
• massa dan besaran terkait
• waktu dan frekuensi
• suhu
• radiasi pengion dan radioaktivitas
• fotometri dan radiometri
• akustik
• jumlah zat

Parameter Metrologi

Di dalam metrologi serta pengukuran, salah satu parameter yang penting adalah penentuan besaran dan satuan yang digunakan di dalam pengukuran suatu objek. Hasil dari pengukuran besaran dan satuan tersebut kemudian diolah melalui alat bantu yaitu statistik.

Pentingnya Metrologi

Salah satu faktor penting untuk kemajuan suatu negara adalah pertumbuhan ekonominya. Perdagangan internasional amat diperlukan dalam memacu pertumbuhan ekonomi. Namun terdapat penghambat yang besar untuk peningkatan perdagangan antar negara, salah satunya adalah Technical Barrier to Trade (TBT) atau hambatan teknis perdagangan. Disamping itu persaingan antar negara yang semakin meningkat dalam era perdagangan bebas sekarang ini menuntut kualitas yang tinggi bagi produk-produk yang dipasarkan, artinya kualitas yang dapat diterima oleh pasar yaitu kualitas produk yang memenuhi regulasi dan standar internasional. Kualitas suatu produk dinyatakan dalam sertifikat pengujian produk tersebut. Disini diperlukan data yang valid yang berarti hasil uji di negara pengekspor komparabel (tidak berbeda) dengan di negara pengimpor. Tanpa pengujian yang valid tidak ada jaminan bahwa kualitas produk memenuhi regulasi/standar internasional dan hal ini dapat menghambat ekspor.

Lemahnya infrastruktur metrologi yang diakui internasional merupakan akar penyebab hambatan teknis seperti diuraikan diatas, yang juga berarti menghambat perkembangan ekonomi negara. Dalam hal ini negara-negara berkembang merupakan kelompok yang paling dirugikan oleh adanya TBT, termasuk diantaranya Indonesia. Dilain pihak, membanjirnya produk manufacturing impor saat ini sudah mengancam kelangsungan hidup sebagian industri dalam negeri. Hal ini terjadi karena SNI (Standar Nasional Indonesia) untuk produk terkait belum tersedia, yang artinya infrastruktur laboratorium pengujian untuk produk tersebut juga belum ada. SNI diperlukan untuk menangkal/membatasi masuknya produk-produk non standar berkualitas rendah yang merugikan konsumen, merusak pasaran dan mematikan industri lokal.

Lembaga Metrologi Nasional, NMI yang kompeten sangat dibutuhkan sebagai landasan terbentuknya infrastruktur metrologi nasional yang kuat dan kokoh. Dengan adanya infrastruktur metrologi yang kuat dan kokoh, maka masalah-masalah nasional yang bermuara dari tidak akuratnya data hasil pengujian dapat diatasi. Selain itu, segala hambatan perdagangan (TBT) dapat ditanggulangi sehingga akan meningkatkan perekonomian nasional.

Dampak Metrologi Terhadap Pertumbuhan Ekonomi

GDP real growth rates, 1990–1998 and 1990–2006, in selected countries.

Proyek MetroTrade telah membuktikan beberapa kasus dimana penerapan metrologi yang tepat dapat memecahkan permasalahan perdagangan yang ada dan mencegah timbulnya masalah perdagangan karena hambatan teknis perdagangan. Satu contoh yang menarik adalah perbedaan regulasi dan persyaratan antara ASTM (American Society for Testing and Materials) dan ISO (International Organization for Standardization) tidak memberikan pengaruh pada perdagangan antara dua negara yang mengaplikasikan metode tersebut karena hasil pengukuran dari kedua negara tersebut menunjukkan hasil yang sama, sebab masing-masing negara telah menerapkan metrologi dengan benar.

NMI Jerman atau yang dikenal dengan nama PTB (Physikalish-Technische Bundesanstal) telah melakukan penelitian untuk melihat dampak langsung hasil pengukuran laboratorium terhadap ekonomi Jerman. Didapatkan bahwa pada impor gas alam pada tahun 1998, kesalahan sebesar 10% dari hasil pengukuran laboratorium (dengan menggunakan alat kromatografi gas) akan memberikan kesalahan jumlah gas alam sebesar 1% dan hal tersebut setara dengan kesalahan 0,1% dari energi yang dihasilkan. Bila harga gas alam adalah 20 miliar DM pertahunnya, maka kesalahan 0,1% ini akan dapat memberikan perbedaan harga sebesar 20 juta DM. Dari penelitian ini juga didapatkan data bahwa pada tahun 1994 duplikasi pengujian yang harus dilakukan karena adanya masalah TBT telah merugikan negara sebesar 3 miliar DM, yang berarti sama dengan 0,1% dari jumlah GNP (Gross National Product) Jerman.

NMI Korea Selatan yang dikenal dengan nama KRISS (Korean Research Institute of Standards and Sciences) melaporkan bahwa penerapan metrologi dengan benar di Korea Selatan pada tahun 2003 telah memberikan dampak pada pertumbuhan ekonomi Korea Selatan sebesar 8,1 miliar USD dengan persen BCR (Benefit to Cost Ratio) sebesar 12,76%.

Beberapa studi yang dilakukan terpisah di beberapa NMI seperti Amerika Serikat (NIST), Inggris (NPL), dan Canada (NRC), semuanya menunjukkan bahwa modal yang dihabiskan pemerintah dari negara-negara tersebut untuk membangun NMI ternyata telah memberikan hasil yang jauh lebih tinggi, atau dapat dikatakan bahwa keuntungan secara ekonomi adalah jauh melebihi modal. Bahkan untuk Uni Eropa, studi terpisah menunjukkan BCR sebesar 3:1 hanya untuk kegiatan pengukuran saja, di mana setiap 1 Eu yang diinvestasikan akan menghasilkan 3 Eu. Keuntungan di bidang sosial seperti kesehatan dan lingkungan masih belum diperhitungkan.

Dari beberapa contoh yang disebutkan di atas, dapat disimpulkan bahwa penerapan pengukuran atau metrologi dengan benar akan memberikan dampak yang nyata pada pertumbuhan ekonomi suatu negara.

Sejarah Metrologi di Indonesia

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia sebagai pengelola teknis ilmiah SNSU di Indonesia

Legalitas metrologi di Indonesia berpijak pada Undang-undang Republik Indonesia No. 2 Tahun 1981 tentang Metrologi Legal (UUML) yang mengatur hal-hal mengenai pembuatan, pengedaran, penjualan, pemakaian, dan pemeriksaan alat-alat ukur, takar, timbang dan perlengkapannya.

Sesuai dengan amanat UUML tersebut, maka ditetapkanlah Peraturan Pemerintah (PP) No. 2 Tahun 1989 tentang Standar Nasional untuk Satuan Ukuran (SNSU) yang menjabarkan perihal penetapan, pengurusan, pemeliharaan dan pemakaian SNSU sebagai acuan tertinggi pengukuran yang berlaku di Indonesia. Sejumlah lembaga pemerintahpun telah menjalankan peranan ini, diantaranya Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Badan Pengawas Obat dan Makanan (BPOM), Kementerian Lingkungan Hidup (KLH) dan Kementerian Kelautan dan Perikanan. Penelitian dan pengembangan metrologi di LIPI telah dirintis sejak tahun 1960an di sejumlah bidang oleh para peneliti yang berada di berbagai unit/ satuan kerja di bawahnya. Khusus metrologi di bidang fisika, penelitian dan pengembangan metrologi ini dilakukan oleh para peneliti di Lembaga Instrumentasi Nasional, yang kemudian berubah namanya menjadi satuan kerja Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) Kalibrasi, Instrumentasi dan Metrologi (KIM) LIPI pada tahun 1984. PPOMN dari Badan Pengawas Obat dan Makanan (BPOM) sudah sejak tahun 1990 berperan sebagai laboratorium rujukan tingkat nasional dan produsen CRM di bidang pengujian obat dan makanan. Selain itu, Balai Besar Pengolahan dan Pengembangan Hasil Perikanan (BBP2HP)–Kementrian Kelautan dan Perikanan serta Pusat Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan (PUSARPEDAL)-Kementrian Lingkungan Hidup juga berperan sebagai laboratorium rujukan masing-masing untuk produk perikanan dan lingkungan.

Seiring dengan meningkatnya peranan metrologi, Pemerintah menetapkan Keppres No. 79 tahun 2001 tentang Komite Standar Nasional untuk Satuan Ukuran (KSNSU) sebagai penjabaran UUML yang mengharuskan adanya lembaga yang membina standar nasional. Keppres ini memandatkan pembentukan organisasi KSNSU yang dikoordinasi oleh Badan Standardisasi Nasional (BSN). Untuk mendukung BSN, maka pengelolaan teknis ilmiah SNSU diserahkan kepada Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI). Lebih jauh, Keppres ini secara gamblang menjelaskan bahwa pelaksana pengelola SNSU adalah unit kerja di LIPI yang memiliki kompetensi di bidang metrologi. Pada saat itu, Puslit KIM-LIPI adalah unit organisasi di bawah LIPI yang bidang kegiatannya paling berkaitan dengan pengelolaan standar nasional. Sehingga, dapat dikatakan bahwa Puslit KIM–LIPI merupakan instansi pemerintah yang menjalankan fungsi sebagai Lembaga Metrologi Nasional atau National Metrology Institute (NMI) di Indonesia. Hal ini semakin diperkuat dengan berubahnya nama Puslit KIM menjadi Puslit Metrologi pada tahun 2014, yang menunjukan semakin fokusnya LIPI pada pengembangan metrologi.

Meski demikian, semua SNSU yang diperlihara dan disediakan oleh Puslit KIM LIPI merupakan standar tertinggi di Indonesia untuk pengukuran fisika saja, seperti panjang, waktu, massa dan besaran terkait, kelistrikan, suhu, radiometri dan fotometri, serta akustik dan getaran. Puslit KIM LIPI tidak memiliki standar acuan atau Certified Reference Material (CRM) untuk pengukuran kimia dan tidak memelihara SNSU untuk pengukuran dalam bidang radiasi nuklir karena kedua bidang pengukuran ini tidak termasuk dalam lingkup kompetensinya. Sehingga dapat dikatakan bahwa fungsi NMI Puslit Metrologi baru terbatas pada bidang fisika. Padahal, lebih dari 70% pengujian yang dilakukan di Indonesia adalah pengujian kimia.

Untuk melengkapi kekurangan ini, pada tahun 2007 LIPI memberi mandat kepada Pusat Penelitian (Puslit) Kimia sebagai Pengelola Teknis Ilmiah Standar Nasional untuk Satuan Ukuran di bidang Metrologi Kimia. Hal ini sesuai kompetensi penelitian dan pengembangan bahan acuan yang telah dikembangkan sejak lama di Puslit Kimia. Mandat ini tertuang secara resmi dalam keputusan Kepala LIPI nomor 237/M/2007 dan semakin diperkuat dengan diterimanya Puslit Kimia LIPI secara internasional sebagai DI (Designated Institute) untuk bidang metrologi kimia melalui sidang General Assembly oleh organisasi metrologi Asia Pasifik (Asia Pacific Metrology Program, APMP) di Kuala Lumpur pada bulan Desember 2009. Pengakuan ini melengkapi penandatanganan CIPM-MRA (International Committee for Weight and Measures – Mutual Recognition Arrangement) yaitu perjanjian saling pengakuan untuk standar ukur, sertifikat kalibrasi dan pengukuran yang dilakukan oleh Puslit KIM-LIPI. Dengan demikian keberadaan metrologi kimia ini semakin meneguhkan peranan LIPI dalam pengembangan metrologi di Indonesia.

Pengembangan metrologi ini akan terus diperluas di berbagai bidang secara terpadu dan berkelanjutan. Dalam rapat KSNSU yang digelar BSN pada tahun 2010, telah diagendakan secara bertahap untuk menyatukan pihak-pihak yang terlibat dalam SNSU menjadi suatu lembaga metrologi nasional. Tugas dari NMI adalah mendiseminasikan kemamputelusuran pengukuran yang diakui secara internasional kepada laboratorium kalibrasi terakreditasi, produsen CRM terakreditasi, laboratorium rujukan terakreditasi, penyelenggara uji profisiensi teregistrasi dan laboratorium penguji terakreditasi.

Referensi

• (Inggris) de Silva, GMS (2002). Basic Metrology for ISO 9000 Certification, Butterworth Heinemann ISBN 0-7506-5165-2
• (Indonesia) Drijarkara, A. P, Ghufron Z., (2005), Metrologi: Sebuah Pengantar, Pusat Penelitian Kalibrasi, Instrumentasi, dan Metrologi (Puslit KIM–LIPI)
• (Inggris) Howarth, P., Fiona R. (2008), Metrology in Short 3rd Ed. EURAMET, UK
• (Inggris) Howarth, P., MetroTrade-Metrological Support for International Trade, NPL-EUROMET, http://www.metrotrade.dk/ Diarsipkan 2005-02-04 di Wayback Machine.
• (Inggris) Kaarls, R. (2006), Metrology in Chemistry: Rapid Developments in The Global Metrological Infrastructure, the CIPM MRA and its economic and social impact”, Accred Qual Assur 11, PP. 162-171
• (Inggris) Kim, J.S. (2008), National Policy and Infrastructure in Korea, presented at APMP Workshop on Metrology in Chemistry for Industrial Competitiveness and High Quality of Life, Jakarta, 30-31 Oktober 2008
• (Inggris) Morris, Alan S. (2001), Measurement and Instrumentation Principles, Butterworth Heinemann, ISBN 0-7506-5081-8
• (Indonesia) Sumardi, Djulia K., (2010), Metrologi Kimia, Warta Kimia Analitik Nomor 18 Tahun XV, Pusat Penelitian Kimia-LIPI
• (Inggris) Quinn, T., J. Kovalevsky, (2005), The Development of Modern Metrology and Its Role Today, Phil Trans R Soc A 363 (2005) 2307-2327