Tekanan Hidrostatik: Insiden Goa Thailand dan Kecelakaan Danau Toba Indonesia

John Volanthen masih menyelam sembari memasangi tali pandu di dasar lorong goa Tham Luang Nan Non, atau goa Putri Tidur, yang dibanjiri air. Mendadak sosok yang disebut sebagai penyelam spesialis goa terbaik di dunia itu tersadar kalau gulungan tali yang dibawanya habis. Kondisi yang memaksanya berenang ke paras air, sesuai prosedur standar, untuk berorientasi dan beristirahat barang sejenak. Saat itu pukul 22:00 waktu Thailand (setara dengan WIB di Indonesia), hari Senin 2 Juli 2018 TU (Tarikh Umum). Lorong itu gelap gulita dan hening seperti seharusnya, tapi mendadak terdengar suara lirih memanggil. Begitu lampu sorotnya diarahkan ke sumber suara, terpampang pemandangan 12 remaja dan seorang dewasa berkumpul pada satu serambi sempit di tepi air. Semua nampak tenang meski terduduk lemas tanpa bisa berdiri. Mereka inilah yang telah dicari-cari dan menyedot perhatian dunia selama sembilan hari terakhir.

Drama dimulai pada Sabtu 23 Juni 2018 TU. Kisah sesungguhnya masih simpang siur. Versi yang banyak dikutip menjelaskan, 13 remaja yang berasal dari desa-desa miskin di dekat perbatasan Thailand dan Myanmar meluncur ke kompleks goa Tham Luang usai berlatih sepakbola. Mereka adalah bagian klub kecil yang menjuluki dirinya klub Wild Boar. Setibanya di mulut goa, mereka segera masuk menjalani ritual inisiasi khas setempat. Yakni masuk sejauh mungkin dalam lorong goa, menuliskan namanya di dinding dan lantas bergegas keluar sebelum tergenang air. Juga ada rencana merayakan ulang tahun salah satu dari mereka. Beberapa bungkus makanan ringan pun turut dibawa.

Sang pelatih, pemuda yatim piatu berusia 25 tahun yang dididik menjadi biksu dan mengabdi pada kuil setempat, awalnya tak tahu rencana anak-anak didiknya. Bergegas ia menyusul mereka mengingat sifat goa Tham Luang yang tak boleh dimasuki selama periode Juli hingga September setiap tahunnya karena selalu tergenangi air dari hujan lebat muson. Apalagi mendung sudah membayang. Ia terlambat, para remaja itu sudah terlanjur masuk dan meninggalkan sepeda-sepedanya di dalam mulut goa. Ia pun menyusul masuk. Benar saja, hujan deras pun mengguyur selama berhari-hari kemudian.

Tak ada pilihan bagi mereka kecuali terus masuk kian jauh ke dalam lorong, mencari tempat yang kering dan menunggu. Selama sembilan hari kemudian mereka bertahan hidup dalam ruang sempit nan gelap dengan meminum tetes-tetes air dari stalaktit dan menjatah tiap keping makanan ringan yang dibawa. Sang pelatih juga mengajari bermeditasi, menekankan tetap tenang, tetap berkumpul dan tetap menghemat energi. Mereka sempat berusaha membuat jalan keluar dengan menggali dinding goa hingga 5 meter.

Drama itu menyedot perhatian berskala internasional sekaligus menyatukan kembali rakyat Thailand, yang terpecah oleh perbedaan politik berkepanjangan, untuk sementara. Angkatan Laut Thailand menyiagakan 18 penyelam Navy Seals terbaiknya. 24 sukarelawan penyelam goa pun berdatangan dari mancanegara, mulai dari negara-negara tetangga seperti Laos, Myanmar, China, Filipina, Jepang dan India. Hingga dari negeri-negeri jauh seperti Amerika Serikat, Inggris, Australia, Russia, Belanda, Belgia, Ceko, Denmark, Finlandia, Jerman, Ukraina dan bahkan Israel. Di luar itu ada sekitar 1.000 sukarelawan yang berpartisipasi dari beragam latar belakang. Mulai dari para relawan bencana, petugas penyelamat untuk keadaan darurat hingga petani, pencari sarang burung, tukang masak, pemilik usaha laundry dan juga tukang pijat.

Setelah mempertimbangkan aneka opsi masak-masak, otoritas Thailand memutuskan yang paling rasional dan memungkinkan adalah membawa mereka keluar melalui lorong yang tergenangi air. Begitu ditemukan dan diketahui masih hidup serta lengkap, mereka yang terjebak dalam goa segera diasup makanan dan minuman tinggi kalori. Mereka akan dikeluarkan dari goa dengan didampingi dua penyelam profesional. Mempertimbangkan derasnya arus air dan lebar lorong (yang di satu lokasi sangat menyempit menjadi leher-angsa yang khas), maka diputuskan mereka yang terjebak akan dikeluarkan secara bertahap dalam tiga kelompok.

Gambar 1. Penampang melintang goa Thamn Luang Nan Non di propinsi Chiang Rai (Thailand) berdekatan dengan perbatasan Thailand – Myanmar. Nampak lorong-lorong yang melebar membentuk ruang-ruang goa, juga yang menyempit membentuk sejenis terowongan yang dibanjiri air. Jarak antara pintu masuk goa (entrance) dengan lokasi terjebaknya para remaja dan pelatih sepakbolanya adalah 4 kilometer. Sumber: Anonim, 2018.

Meski serambi tempat mereka terjebak berjarak sekitar 4 kilometer dari mulut goa, namun setiap orang hanya perlu menempuh jarak 2 kilometer untuk tiba di pusat operasi penyelamatan yang ditempatkan ruangan besar kering dalam goa. Dari sini mereka akan dibawa dengan tandu ke mobil ambulans yang sudah menunggu di luar mulut goa, atau ke helikopter jika situasinya mendesak. RS Chiang Rai Prachanukroh yang berjarak 70 kilometer dari goa pun disiagakan.

Operasi evakuasi mulai dilaksanakan pada Minggu 8 Juli 2018 TU. Hari itu kelompok pertama yang terdiri dari empat remaja berhasil dikeluarkan. Sehari berikutnya giliran kelompok kedua, juga terdiri dari empat remaja, berhasil dikeluarkan. Operasi hari kedua berjalan dalam waktu lebih cepat ketimbang hari pertama. Sehingga komandan operasi cukup percaya diri untuk mengeluarkan kelimanya pada hari ketiga. Dan demikianlah adanya. Operasi penyelamatan dinyatakan berakhir pada Selasa malam 10 Juli 2018 TU.

Danau Toba

Lima hari sebelum drama goa Thailand dimulai, tragedi yang lebih memilukan berlangsung di Indonesia. Yakni tenggelamnya Kapal Motor (KM) Sinar Bangun VI di perairan Danau Toba sebelah utara pada Senin 18 Juni 2018 TU senja selagi melayari rute antara pelabuhan Simanindo di pulau Samosir ke pelabuhan Tigaras di pesisir timur danau. 21 orang berhasil diselamatkan sementara 3 jasad berhasil dievakuasi. Namun ratusan orang, dalam perhitungan terakhir adalah 164 orang, dinyatakan hilang .

Sejauh ini penyelidikan memperlihatkan kecelakaan yang menimpa KM Sinar Bangun VI terjadi akibat kelebihan muatan. Dimana kapal yang hanya berkapasitas 40 penumpang dijejali hampir 200 orang. Demikian berlebih bebannya sehingga kala berlayar, penumpang yang selamat menuturkan bahwa paras air Danau Toba hanyalah sejarak sejengkal dari bibir geladak kapal. Faktor berikutnya adalah cuaca buruk yang menerpa kawasan Danau Toba ditandai dengan hujan lebat dan angin kencang yang menciptakan gelombang di paras air danau. Diceritakan pula, kelebihan muatan merupakan hal yang biasa dilakukan pada pelayaran di Danau Toba selama bertahun-tahun di bawah hidung otoritas terkait.

Gambar 2. Diagram Kapal Motor Sinar Bangun IV, yang mengalami kecelakaan dan tenggelam di Danau Toba (Indonesia) pada 18 Juni 2018 TU. Kapal terdiri dari tiga dek dengan panjang hanya 17,5 meter dan kapasitas penumpang maksimum hanya 40 orang tanpa diperkenankan mengangkut barang. Namun pada saat kecelakaan terjadi, kapal dijejali oleh hampir 200 orang dan mengangkut sejumlah sepeda motor. Sumber: Reuters, 2018.

Posisi bangkai kapal dan sejumlah jasad penumpangnya baru diketahui sepuluh hari pasca tenggelam. Awalnya Badan SAR Nasional (Basarnas) mendeteksi adanya obyek asing tergolek di dasar danau sedalam 450 meter melalui sonar. Saat wahana otomatik bawahair (ROV) milik Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dioperasikan guna melihat lebih lanjut temuan sonar secara visual, terlihat reruntuhan yang diduga adalah bangkai kapal. Terekam pula sejumlah jasad dan benda-benda yang terlontar keluar dari kapal, seperti sepeda motor.

Meski posisi bangkai kapal telah diketahui, namun pada Minggu 2 Juli 2018 TU otoritas Indonesia memutuskan menghentikan operasi pencarian bawahair pada keesokan harinya. Sementara pencarian di permukaan air terus berlanjut. Sebagai kenangan sekaligus peringatan ke masa depan akan peristiwa ini, akan dibangun tugu peringatan. Keputusan ini telah dikonsultasikan dengan keluarga para korban hilang. Walaupun demikian beberapa pihak mengkritik keras keputusan tersebut.

Kini, sukses operasi evakuasi para remaja dan pelatihnya yang terjebak dalam goa di Thailand memberikan bahan bakar baru. Bila remaja Thailand saja bisa dievakuasi, mengapa korban Sinar Bangun VI di Indonesia tidak?

Perbandingan

Membandingkan langsung operasi evakuasi goa Thailand dengan Danau Toba Indonesia sesungguhnya tak berimbang dan tak saling mendekati. Karena keduanya sangat berbeda. Terutama korban hilang terjebak di goa Thailand ditemukan masih hidup. Sementara korban hilang di Danau Toba Indonesia (sebagian kecil) ditemukan telah meninggal di dasar danau. Strategi evakuasi antara korban hidup dengan yang sudah meninggal jelas berbeda.

Gambar 3. Peta kedalaman air Danau Toba dan lokasi ditemukannya bangkai KM Sinar Bangun IV. Nampak bagian terdalam danau adalah sepanjang sisi timur pulau Samosir. Peta diadaptasi dari Chesner (2012). Sumber: Reuters, 2018.

Andaikata mau dibandingkan, dalam hemat saya salah satu faktor fisis yang bisa dievaluasi adalah persoalan hidrostatika yang mewujud dalam bentuk tekanan hidrostatis. Dalam fisika, tekanan hidrostatis berbanding lurus dengan kedalamannya. Semakin dalam maka tekanannya kian meninggi. Disinilah letak perbedaan mendasar kasus goa Thailand dengan Danau Toba Indonesia.

Goa Tham Luang Nan Non terletak pada elevasi 450 meter dpl (dari paras air laut rata-rata). Tekanan udara paras air laut didefinisikan sebagai tekanan 1 atmosfer (1 atm), yang setara dengan 1,013 bar atau 101.325 Pascal. Secara umum terjadi pengurangan tekanan udara sebesar 1.200 Pascal dalam tiap kenaikan elevasi 100 meter. Maka tekanan udara di lokasi goa Tham Luang diperhitungkan sebesar 0,95 atmosfir atau hanya 5 % lebih rendah ketimbang tekanan udara paras air laut. Lorong goa ini memang berliku-liku dan naik-turun dengan bagian yang lebih rendah digenangi air yang keruh berlumpur.

Namun genangan air terdalam hanyalah 3 meter, yakni di bagian lorong tersempit dan berbentuk mirip leher-angsa yang umum dijumpai pada wastafel atau toilet. Jika massa jenis air yang menggenangi goa dianggap 1.100 kg/m3 (karena berlumpur) maka dapat diperhitungkan pada titik genangan terdalam besarnya tekanan total (yakni kombinasi tekanan hidrostatis dan tekanan udara permukaan) adalah 1,27 atm. Ini hanya 27 % lebih tinggi ketimbang tekanan udara paras air laut. Maka di goa Tham Luang di Thailand, para penyelamat bisa mencoret problem tekanan hidrostatis dari daftar hal-hal yang harus diperhatikan dan diatasi dalam operasi penyelamatan.

Sebaliknya tidak demikian dengan Danau Toba di Indonesia.

Paras air danau berada pada elevasi 900 meter dpl. Sehingga tekanan udaranya diperhitungkan sebesar 0,89 atmosfir atau hanya 11 % lebih rendah ketimbang tekanan udara paras air laut. Akan tetapi bangkai kapal beserta para korban hilang tergeletak pada kedalaman 450 meter. Air danau terlihat jernih, sehingga massa jenisnya diperkirakan bernilai sekitar 1.000 kg/m3. Jika kerapatan air danau dianggap seragam untuk setiap titik kedalaman, maka dapat diperhitungkan pada kedalaman 450 meter itu tekanan totalnya mencapai 44,5 atm. Ini tekanan cukup tinggi, mencapai 44,5 kali lipat lebih besar ketimbang tekanan udara paras laut. Tekanan setinggi itu bisa disetarakan dengan tekanan udara yang berkekuatan menghancurkan di paras Venus.

Gambar 4. Gambaran sederhana akan perbandingan tekanan hidrostatis yang diderita di dasar Danau Toba dengan bagian terdalam lorong goa Tham Luang yang digenangi air. Jelas terlihat bahwa tekanan total (kombinasi tekanan hidrostatis dan tekanan udara paras air lokal) di dasar Danau Toba jauh lebih besar ketimbang goa Tham Luang. Inilah salah satu faktor yang membedakan proses evakuasi dalam kecelakaan di Indonesia dan insiden di Thailand. Sumber: Sudibyo, 2018.

Sehingga, bertolak belakang dengan goa Tham Luang di Thailand, para penyelamat di Danau Toba sedari awal harus berhadapan dengan masalah tingginya tekanan air di dasar danau. Indonesia memang memiliki perlengkapan penyelaman laut dalam, yang memungkinkan penyelam bisa bekerja pada kedalaman ekstrim. Namun kedalaman maksimum yang bisa dicapai hanyalah 200 meter. Untuk menjangkau kedalaman 450 meter diperlukan peralatan khusus untuk penyelaman laut dalam nan berat. Atau alternatif lainnya yang telah tersedia, dengan berkaca pada pengalaman evakuasi korban-korban hilang pada jatuhnya pesawat Airbus A330 Air France penerbangan 447 di Samudera Atlantik pada 1 Juni 2009 TU. Yakni menggunakan kapal selam mini khusus yang sanggup menyelami kedalaman lebih dari 200 meter. Dalam kasus Air France tersebut, kapal selam mini khusus itu mengangkut jasad-jasad dari kedalaman 4.000 meter.

Masalah tersulit adalah, baik peralatan penyelaman laut dalam maupun kapal selam mini khusus itu hanya bisa dioperasikan lewat kapal induk yang memang dirancang khusus untuknya. Mendatangkan kapal selam mini khusus ke Danau Toba, secara teknis memungkinkan. Ia bisa diangkut lewat jalur laut melalui Pelabuhan Belawan di Medan, atau lewat jalur udara ke Bandara Kuala Namu. Dari situ kapal selam mini khusus tersebut akan menempuh jalur darat ratusan kilometer menuju Danau Toba. Namun tanpa keberadaan kapal induknya, kapal selam mini khusus itu tak bisa berbuat apa-apa. Sementara kapal induknya, misalnya seperti kapal induk HSwMS Belos (A214) milik Swedia, berbobot mati 6.500 ton sehingga mustahil diangkut lewat jalur darat.

Disini saya tidak mengecilkan upaya evakuasi para korban yang terjebak dalam goa Tham Luang di Thailand. Evakuasi itu pun berhadapan dengan aneka problem di luar problem tekanan hidrostatis. Misalnya, paras genangan air dalam goa yang terus naik. Masalah ini diatasi lewat dipasangnya pompa berkekuatan tinggi yang sanggup menyedot 1,6 juta liter air perjam. Pemerintah Ceko mengirim bantuan pompa tambahan berkapasitas 1,4 juta liter perjam. Dan dalam dua hari terakhir operasi, sebuah pintu air pengendali dibangun tepat di jalan air masuk goa. Sehingga volume air yang memasuki goa dapat dikontrol dan demikian pula paras genangannya.

Begitupun pada saat-saat terakhir, yakni sekitar 30 menit setelah korban terakhir berhasil dikeluarkan dari dalam goa, mesin pompa mendadak meledak. Alhasil air terus masuk tak terkontrol lagi ke dalam goa, sementara di dalam masih ada 20 petugas penyelamat. Petugas terakhir berhasil keluar dari goa manakala air telah menggenang hingga setinggi kepala.

Problem berikutnya adalah ruangan goa tempat mereka terjebak merupakan ruang tertutup. Pernafasan setiap orang membuat kadar Oksigen menurun (terakhir terukur hanya 15 % dari normalnya 21 %) sebaliknya kadar CO2 terus meningkat. Awalnya masalah ini dicoba diatasi dengan memasang pipa penyalur udara segar dari luar goa. Setelah terbukti tak membantu, maka diputuskan mereka harus dievakuasi secepatnya.

Evakuasi secepatnya pun berhadapan dengan masalah tersendiri, karena mereka tak bisa berenang apalagi menyelam. Awalnya direncanakan untuk melatih mereka. Namun mengingat potensi rasa panik yang bisa timbul, terlebih mereka harus menyelam selama 3 jam penuh, maka diputuskan untuk memberi asupan obat penenang dosis tinggi. Sehingga seluruh korban melintasi genangan air dalam kondisi tertidur.

Namun begitu dalam perspektif hidrostatika, evakuasi goa Tham Luang Thailand tidak berhadapan dengan rejim tekanan tinggi sebagaimana halnya evakuasi di Danau Toba.

Referensi :

Chesner. 2012. The Toba Caldera Complex. Quaternary International, volume 258 (2012), hal 5-18.

Scar dkk. 2018. Tragedy on Lake Toba. Reuters Graphic, diakses 6 Juli 2018 TU.