KARYA TULIS MAHASISWA

MINIMALISASI POLUSI UDARA DARI EMISI KENDARAAN

BERMESIN DIESEL DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH PLASTIK SEBAGAI SUPLEMEN BAHAN BAKAR

Disusun dalam rangka Lomba Karya Tulis Mahasiswa – Lingkungan Hidup

(LKTM – LH)

Oleh

Resti Afiadinie

NRP. 2305 100 077

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2006

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kondisi udara di Indonesia terlebih di kota besar seperti Jakarta dan

Surabaya sudah mengalami pencemaran, karena polutan udara seperti

NOx, SOx, dan CO melebihi ambang batas. Kendaraan bermotor di Jakarta

memberikan kontribusi CO sebesar 98,8%, NOx sebesar 73,4%, dan HC

sebesar 88,9% (Iskandar, 2000). Sebagian besar sektor transportasi

menggunakan bahan bakar petroleum sebagai sumber energi. Padahal

sumber energi ini bersifat unrenewable (tidak dapat diperbarui), sehingga

persediaannya sangat terbatas. Selain itu pembakaran dengan bahan bakar

petroleum menghasilkan emisi yang cukup tinggi dan berdampak negatif

terhadap lingkungan.

Komposisi limbah plastik dalam sampah mencapai 10 % belum diolah

secara keseluruhan (Hartono, 1998). Hal ini disebabkan sifatnya yang

tahan terhadap lingkungan dan mikroorganisme sehingga menimbulkan

dampak yang negatif terhadap lingkungan. Padahal beberapa jenis plastik

tertentu seperti polietilen dan polipropilen memiliki nilai kalor yang tinggi

setara dengan minyak bumi dan batu bara (Soloiu. dkk, 1999). Sifat ini

memungkinkan pemanfaatan plastik sebagai bahan bakar.

Bahan bakar merupakan salah satu kebutuhan yang penting bagi sektor

rumah tangga, industri, dan transportasi. Peningkatan jumlah kendaraan

bermotor terutama yang bermesin diesel akan meningkatkan permintaan

bahan bakar minyak bumi, sehingga akan menghasilan emisi yang

semakin tinggi. Untuk menekan pemakaian bahan bakar minyak bumi

diperlukan pencarian bahan bakar alternatif yang efektif dan lebih efisien

yang tidak memberi dampak buruk terhadap lingkungan. Pada umumnya

penemuan bahan bakar alternatif pengganti solar masih memerlukan

modifikasi mesin sehingga diperlukan waktu dan teknologi untuk dapat

diaplikasikan secara langsung. Bahan bakar campuran yang dapat

2

diaplikasikan secara langsung sangat dibutuhkan untuk mengurangi

permintaan bahan bakar minyak bumi yang semakin menipis

persediaannya dan meminimalisasi emisi kendaraan bermotor.

Penggunaan plastik sebagai suplemen bahan bakar diesel seperti solar

dapat menghasilkan bahan bakar yang dapat diaplikasikan secara langsung

tanpa modifikasi mesin.

1.2 Permasalahan

Permasalahan yang diangkat dalam karya tulis ini adalah :

1. Bagaimana potensi emisi kendaraan bermotor sebagai zat pencemar

udara?

2. Bagaimana potensi limbah plastik sebagai suplemen bahan bakar?

3. Bahan bakar campuran apa yang dapat digunakan untuk

meminimalisasi emisi kendaraan bermesin diesel?

1.3 Tujuan

Tujuan dalam penulisan karya tulis ini adalah :

1. Untuk mengetahui potensi emisi kendaraan bermotor sebagai zat

pencemar udara

2. Untuk mengetahui potensi limbah plastik sebagai suplemen bahan

bakar

3. Untuk mengetahui bahan bakar campuran untuk meminimalisasi emisi

kendaraan bermesin diesel

1.4 Manfaat

Karya tulis ini diharapkan dapat dijadikan sebagai informasi tentang cara

meminimalisasi emisi kendaraan bermesin diesel dengan menggunakan

limbah plastik yang selama ini belum diolah secara keseluruhan sebagai

suplemen bahan bakar sehingga dapat tercapai keseimbangan lingkungan.

Selain itu karya tulis ini diharapkan dapat dijadikan sebagai wacana dalam

meningkatkan produksi bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan,

efisien, dan aman untuk mengurangi konsumsi bahan bakar petroleum.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pencemaran Udara

Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang

mengelilingi bumi. Komposisi gas tersebut tidak selalu konstan dan

tergantung pada banyak faktor. Namun komposisi udara kering di mana

semua uap air telah dihilangkan relatif konstan. Adapun komposisi udara

dan bersih terlihat pada tabel 2.1 berikut.

Tabel 2.1Komposisi Udara Kering dan Bersih

Komponen Formula Persen Volume ppmNitrogen N2 78.080000 780.800Oksigen O2 20.950000 209.500Argon Ar 0.934000 9.340Karbondioksida CO2 0.031400 314Neon Ne 0.001840 18Helium He 0.000524 5Metana CH4 0.000200 2Kripton Kr 0.000114 1

(Sumber : Stoker dan Seager , 1972 dalam Fardiaz, 1992)

Sumber pencemaran udara dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu

sumber diam dan sumber bergerak. Sumber diam dapat berasal dari

kegiatan pembangkit listrik dan industri. Sedangkan sumber bergerak

adalah aktivitas lalu-lintas kendaraan bermotor dan transportasi laut

(Sudrajad, 2005).

Pada umumnya polutan (zat pencemar udara) terdiri atas lima kelompok,

yaitu karbonmonoksida (CO), nitrogen (NOx), sulfur oksida (SOx),

hidrokarbon (HC), dan debu partikulat/partikulat matter (PM). Kelima

komponen tersebut memiliki efek negatif masing-masing terhadap

kesehatan manusia. Namun toksisitas kelima polutan (zat pencemar)

tersebut berbeda-beda. Dalam tabel 2.2 diperlihatkan toksisitas relatif

kelima polutan tersebut.

4

Tabel 2.2Toksisitas Relatif Polutan Udara

PolutanLevel Toleransi Toksisitas

relatifppm g/m3

CO 32.0 40.000 1.00HC 19.300 2.07SOx 0.50 1.430 28.00NOx 0.25 514 77.80Partikel 375 106.70

(Sumber : Fardiaz, 1992)

2.2 Emisi dari Sektor Transportasi

Transportasi menempati peringkat pertama sebagai penghasil emisi yang

menyebabkan pencemaran udara. Hal ini semakin didukung dengan

pertumbuhan jumlah kendaraan bermotor yang selalu naik setiap tahun.

Jumlah kendaraan bermotor dalam rentang waktu 2001-2003 dapat dilihat

dalam tabel 2.3 di bawah ini.

Tabel 2.3Jumlah Kendaraan Bermotor di Indonesia

PoldaAkhir Tahun

Mobil Penumpang

Bus TrukSepeda Motor

Jumlah

DKI Jakarta

200120022003

1.345.0561.470.5161.596.298

312.322312.606367.215

415.970435.010455.709

2.446.4712.645.5973.516.900

4.519.8194.863.7295.936.122

Jawa Barat

200120022003

352.824377.644389.339

90.81794.43198.189

205.493221.734239.259

1.174.1791.237.7751.285.648

1.823.3131.931.5842.012.435

Jawa Tengah

200120022003

151.432112.061146.266

29.91730.44530.982

216.108223.967264.189

2.418.5342.984.6373.516.900

2.815.9913.351.1103.958.337

Jawa Timur

200120022003

441.645460.851508.611

10.96610.90413.201

222.714223.710267.742

3.113.6003.394.4483.944.098

3.788.9254.089.3734.733.652

Indonesia 200120022003

3.189.3193.403.4333.885.228

685.156714.222798.079

1.777.2931.865.3982.047.022

15.275.07317.002.14019.976.376

20.926.84122.985.19326.706.705

(Sumber : Kepolisian Republik Indonesia Tahun 2004)

Pencemaran udara akibat emisi kendaraan bermotor di luar negeri sangat

diperhatikan. Malaysia dan Singapura menetapkan peraturan yang

mengharuskan kendaraan berat (truk dan trailer) untuk meletakkan knalpot

5

di bagian atas kendaraan. Sehingga emisi kendaraan bermotor yang

mencemari udara dapat dilihat secara dini.

Gambar di bawah ini menunjukkan salah satu kendaraan berat di

Singapura yang meletakkan knalpot di bagian atas.

Gambar 2.1 Kendaraan berat di Singapura yang meletakkan knalpotnya di bagian atas

Pemerintah Indonesia telah mencanangkan Program Langit Biru (PLB)

pada tahun 1996 untuk mengurangi pencemaran udara. Dalam rangka

mengatur pelaksanaan program tersebut, masing-masing pemerintah

daerah menetapkan peraturan daerah. Di Jakarta, peraturan daerah Nomor

2 Tahun 2005 tentang pengendalian pencemaran udara mengharuskan

kendaraan bermotor untuk melakukan uji emisi. Hasil uji emisi yang

dilakukan oleh Pemerintah Kota Surabaya pada tanggal 8-9 Juni 2006,

kendaraan bermesin diesel yang tidak lulus uji emisi mencapai 70%

(Badan Pengelolaan Teknologi Informasi dan Komunikasi Pemerintah

Kota Surabaya, 2006). Hal ini menunjukkan emisi kendaraan bermotor

mencemari udara di Surabaya. Dalam tabel 2.4 berikut diperlihatkan emisi

kendaraan di Jabotabek.

6

Tabel 2.4Perkiraan Emisi dari Berbagai Kendaraan Bermotor

di Jabotabek Jenis Kendaraan Emisi (ton/tahun)

CO HC NOx SOx PMSepeda Motor 120.002 38.302 971 101 101Kendaraan Penumpang

197.005 26.492 29.832 1.433 2.134

Taksi 21.295 2.892 3.879 353 425Bus Sedang 68.429 8.500 17.669 1.402 2.232Bus Besar 12.105 2.682 8.799 1.507 1.156Van 106.330 12.340 19.488 4.479 1.005Truk Kecil 34.161 3.997 6.693 436 603Truk 2 as 2.736 1.538 6.304 1.322 1.390Truk 3 as 2.180 1.227 5.074 1.109 517Total 564.292 97.971 98.738 8.142 9.563

(Sumber : The Study on the Interqrated Air Qulity Manajement for Jakarta Metropolitan Area dalam Iskandar, 2000)

Semakin tahun konsumsi solar meningkat dalam sektor transportasi yang

mana akan semakin meningkatkan emisi kendaraan. Emisi yang dihasilkan

kendaraan yang berbahan bakar solar dapat dilihat pada tabel 2.5 berikut.

Tabel 2.5Emisi Solar

Jenis Emisi (g/kg)Partikel 0,017SO2 3,600HC 0,420NOx 3,350N2O 0,630CO 0,630CO2 3136,500(Sumber : Shahab, 2001)

2.3 Plastik sebagai Produk Polimer

Menurut American Society For Testing Of Material (ASTM), plastik

adalah suatu golongan bahan yang mengandung bahan utama zat-zat

organik dengan massa molekul relatif besar (Seymour, 1978). Plastik

dibedakan menjadi dua golongan yaitu, 1) thermoplastic (polietilen,

polipropilen, polikarbonat); 2) thermosetting (fenol formaldehid dan

melamin formaldehid).

7

Beberapa jenis plastik memiliki nilai bakar tinggi antara lain polipropilen

dan polietilen. Adapun karakteristik plastik diperlihatkan dalam tabel 2.6

berikut.

Tabel 2.6 Karakteristik PlastikJenis Nilai kalor

(kcal/kg)Berat jenis

(g/cm3;25oC)Berat molekul

rata-rataPolietilen 46170 0,920 60000Polipropilen 46670 0,868 12000

(Sumber : Soloiu. dkk, 1999)

2.4 Bahan Bakar Diesel

Karakteristik bahan bakar diesel akan mempengaruhi kesempurnaan

proses pembakaran. Beberapa sifat utama yang mempengaruhi kualitas

pembakaran bahan bakar diesel antara lain angka setana, sifat penguapan

bahan bakar, berat jenis, kekentalan dan endapan karbonnya (Obert, 1973).

Kualitas penyalaan bahan bakar diesel dinyatakan oleh besarnya angka

setana, semakin tinggi semakin mudah bahan bakar menyala. Besarnya

angka setana menunjukkan kesiapan bahan bakar untuk terbakar dengan

sendirinya, pada temperatur dan tekanan tertentu dalam suatu ruang bakar

motor diesel. Semakin besar angka setana, semakin pendek pula jarak

waktu antara injeksi bahan bakar dan terbakarnya bahan bakar tersebut

dalam ruang bakar.

Volatilitas adalah kecenderungan suatu cairan berubah menjadi gas. Bila

volatilitas terlalu tinggi, maka terjadi penguapan partikel bahan bakar lebih

cepat, semburan lebih banyak berupa uap hidrokarbon, sehingga jumlah

bahan bakar cair yang bercampur dengan udara lebih sedikit.

Sebaliknya bahan bakar yang volatilitasnya rendah, akan menyebabkan

pembakaran tak sempurna karena partikel cairan bahan bakar yang belum

sempat menguap akan mengendap pada dinding silinder akibat sentuhan

fase cair bahan bakar dengan dinding silinder yang panas.

Viskositas adalah ukuran ketahanan bahan bakar untuk mengalir atau

parameter yang menunjukkan sifat menghambat terhadap aliran.

8

Viskositas yang terlalu tinggi akan memberikan atomisasi yang rendah

sehingga memberikan hasil mesin yang sulit di start dan gas buang yang

berasap. Sementara jika ia terlalu rendah akan terjadi kebocoran pada

pompa bahan bakar.

Bahan bakar diesel yang sering digunakan dalam bidang transportasi anta

lain diesel oil (solar), heavy fuel oil (minyak bakar), dan marine fuel oil

(MFO). Diesel oil (solar) lebih sering digunakan dalam transportasi darat

sedangkan heavy fuel oil (minyak bakar) dan marine fuel oil (MFO)

dalam transportasi laut. Adapun perbandingan karakteristik ketiga bahan

bakar tersebut dapat dilihat pada tabel 2.7 berikut.

Tabel 2.7 Perbandingan Karakteristik Bahan Bakar Diesel

Karakteristik HeavyFuel Oil (HFO)

solar Marine Oil (MFO)

oAPI 11,47 37,52 -Sulfur (% berat) 1,48 0,09 -Flash Point (oC) 111 54 64Densitas (g/mL) 1,0015 0,83 <0,981Pour Point (oC) -1 -50 <-30Viskositas (cP) 22800 4,08 4

(Sumber : Anonim, 2006)

Karakteristik solar dan biodiesel tidak jauh berbeda. Tabel 2.8 di bawah

ini menunjukkan perbandingan karakteristik biodiesel dan solar.

Tabel 2.8 Perbandingan Karakteristik Biodiesel dan Solar

No. ParameterNilai

PalmBiodiesel

JatrophaBiodiesel

Solar

1. Density,g/mL(15oC) 0.868 0.879 0.832. Kinematik Viscoity (CSt)

(40oC)5.3 4.84 5.2

3. Cloud Point (oC) 16 5 184. Flash Point (oC) 174 191 705. Calorific value, LHV (MJ/kg) 37-38 37-38 416. Sulfur content < 50 ppm < 50 ppm 0,09%w7. Cetane number 62 51 428. Bilangan Penyabunan (mg

KOH/g)209.7 198 NA

9. Iodine value (mg I2/g) 45-62 95-107 NA(Sumber: Rahmania, 2004)

9

Plastik dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar melalui proses pencairan

dengan menggunakan proses thermal cracking, sehingga dihasilkan

minyak yang dapat dengan mudah terbakar. Namun proses ini memerlukan

suhu yang tinggi melampaui 400oC (Yoshihara. dkk, 2000) untuk

melakukan distilasi cairan plastik tersebut menjadi minyak dan hasil yang

didapatkan relatif sedikit.

Proses pencairan plastik juga diperkenalkan oleh Soloiu, dkk (1999) yang

melakukan penelitian bahan bakar alternatif dengan cara melelehkan

plastik jenis polietilen (PE), polipropilen (PP) dan mencampurkannya

dengan bahan bakar diesel jenis heavy fuel oil (HFO) dengan komposisi

5%-40% berat pada suhu 2000C. Bahan bakar yang dihasilkan dapat

digunakan untuk sistem penggerak mesin diesel. Namun pada suhu kamar

bahan bakar akan terpisah menjadi dua fasa, padat dan cair. Sehingga

memerlukan pemanasan awal untuk dapat digunakan pada mesin diesel.

Untuk mengatasi terpisahnya fase, Yoshihara, dkk (2000), melakukan

penelitian mengenai emulsifikasi plastik (PE dan PP) dengan bahan bakar

diesel jenis heavy fuel oil (HFO). Emulsifikasi menggunakan air dan

surfaktan pada suhu kamar dan tekanan satu atmosfer yang diaduk selama

10 menit pada mesin homogenizer. Dari emulsifikasi dihasilkan bahan

bakar yang mampu berbentuk cair dalam suhu kamar, sehingga tidak

memerlukan pemanasan awal sebelum digunakan pada mesin diesel.

Komposisi bahan bakar tersebut adalah 10% plastik, 30% air, 3%

surfaktan, dan 57% solar. Nakanishi, dkk (2000) melakukan penelitian

dengan mencampur plastik buangan jenis PP dengan Marine fuel oil

(MFO) dan dihasilkan bahan bakar yang mampu diaplikasikan secara

langsung pada mesin diesel.

10

BAB III

METODOLOGI

3.1 Sifat Penulisan

Karya tulis ini disusun secara deskriptif atau paparan. Karya tulis ini

menggambarkan tentang emisi kendaraan dan cara untuk meminimalisasi emisi

kendaraan bermesin diesel dengan menggunakan limbah plastik. Karya tulis ini

menjelaskan potensi limbah plastik sebagai suplemen bahan bakar dan bahan

bakar campuran sebagai alternatif untuk meminimalisasi emisi kendaraan

bermesin diesel.

3.2 Metode Pengumpulan Data dan Informasi

Metode yang dilakukan dalam pengumpulan data dan informasi adalah studi

pustaka dan penelusuran informasi melalui :

- literatur, pustaka-pustaka referensi, pustaka penunjang

- jurnal-jurnal penelitian dengan jangka waktu 1999-2005

- informasi internet

Di dalam proses pengumpulan data dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:

1. perumusan latar belakang masalah

2. penentuan ruang lingkup permasalahan

3. penentuan tujuan dan manfaat

4. penelusuran dan pencarian data atau informasi

5. pengumpulan data dan informasi yang mendukung

6. pemilihan data yang relevan dan mengkomunikasikan data dan informasi

3.3 Metode Pengolahan Data dan Informasi

Dari studi pustaka yang dilakukan dalam penulisan karya ilmiah ini, digunakan

dua metode mengolah data dan informasi yaitu :

1. metode deskriptif, yaitu proses analisa informasi dengan memberikan

prediksi gambaran mengenai masalah yang akan dibahas

2. metode deduktif, yaitu proses analisa informasi dengan memberikan

argumentasi melalui berpikir logis dan bertolak dari pernyataan yang bersifat

umum menuju suatu kebenaran yang bersifat khusus.

11

3.4 Metode Analisa

Dalam menganalisa data dan informasi yang telah terkumpul menggunakan

metode deskriptif dan metode deduktif. Data dan informasi yang terkumpul

dianalisa dan dilakukan studi silang untuk mendapatkan data dan informasi yang

lebih terpercaya.

3.5 Metode Pengambilan Simpulan dan Perumusan Saran

Dari studi silang yang dilakukan, dapat diambil inti utama yang kemudian

dibuat suatu simpulan. Simpulan diperkuat dengan saran dan harapan yang

berkaitan dengan pemecahan masalah.

12

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Emisi dari Sektor Transportasi sebagai Polutan Udara

Pencemaran udara yang terutama terjadi di kota-kota besar telah

menyebabkan penurunan kualitas udara yang berdampak pada kesehatan

manusia. Penurunan kualitas udara tersebut terutama disebabkan oleh

penggunaan bahan bakar fosil untuk sarana transportasi dan industri.

Hasil penelitian Badan Pengendali Lingkungan Hidup (Bapedal) di kota-

kota besar seperti Jakarta, Bandung, Semarang, dan Surabaya yang

menyatakan kendaraan bermotor merupakan sumber utama pencemaran

udara (Iskandar, 2000). Bahkan UNEP (United National Environment

Programme) menetapkan Jakarta sebagai peringkat ke-3 dalam kota

dengan kualitas terburuk di dunia, setelah meksiko dan bangkok (Anonim,

2001).

Padahal pertumbuhan jumlah kendaraan bermotor setiap tahun di

Indonesia selalu naik. Pertumbuhan jumlah kendaraan bermotor berkisar

antara 8–12 % per tahun. Berdasarkan data dari Kepolisian Republik

Indonesia Tahun 2004 kendaraan bermotor di Indonesia pada tahun 2001-

2003 didominasi oleh sepeda motor (73,79%), mobil penumpang

(14,93%), truk (8,13%), dan bus (3,15%).

Dengan meningkatnya jumlah kendaraan bermotor maka akan terjadi

peningkatan emisi kendaraan sehingga akan menurunkan kualitas udara.

Hal ini diperparah dengan mahalnya harga spare-part (suku cadang) dan

biaya perawatan kendaraan bermotor sehingga akan menurunkan kualitas

kendaraan bermotor. Kondisi tersebut akan menyebabkan pembakaran

yang kurang sempurna pada mesin sehingga menimbulkan emisi semakin

banyak dan membahayakan.

Walaupun jumlah kendaraan umum dan angkutan barang lebih kecil

daripada mobil pribadi, namun menyebabkan pencemaran udara lebih

13

besar yaitu 70 %. Sedangkan 30 % pencemaran udara yang dari emisi

kendaraan bermotor disebabkan oleh kendaraan pribadi (Hamdi, 2005).

Berdasarkan data Badan Pusat Statistik emisi yang berasal dari kendaraan

di Indonesia setiap tahun adalah karbonmonoksida (CO) 14.281.198,38

ton, hidrokarbon (HC) 1.251.130,6 ton, dan nitrogen oksida (NOx)

694.224,9 ton.

Bahan bakar yang umumnya digunakan dalam sektor transportasi adalah

solar dan bensin. Penggunaan solar per tahun dalam transportasi darat dan

laut adalah 26 juta kiloliter, sedangkan bensin hanya mencapai 20 juta

kiloliter (Hamdi, 2005). Solar merupakan bahan bakar yang terbuat dari

minyak bumi yang merupakan kekayaan alam yang tak dapat diperbaharui

(unrenewable) sehingga dalam penggunaannya harus diminimalkan karena

persediaannya yang semakin menipis. Selain itu solar juga menghasilkan

emisi seperti partikel, SO2, HC, NOx, N2O, CO, dan CO2 (Shahab, 2001).

Zat yang dihasilkan dalam emisi kendaraan bermesin diesel ini berdampak

negatif bagi kesehatan manusia dan lingkungan apabila kandungannya

dalam udara melebihi ambang batas.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Peugeout Perancis, solar di

Indonesia memiliki kandungan sulfur yang tinggi. Padahal pada tahun

1987, WHO telah menyatakan bahwa kandungan SOx di udara telah

melebihi ambang batas (Sudrajad, 2005). Sulfur dapat menyebabkan

kerusakan pada tanaman, iritasi sistem pernafasan, dan apabila bereaksi di

atmosfer dapat membentuk zat asam.

4.2 Potensi Limbah Plastik sebagai Suplemen Bahan Bakar Diesel

Limbah plastik mendominasi jumlah sampah di setiap tempat. Menurut

Hartono (1998), komposisi limbah plastik yang dibuang oleh sektor rumah

tangga adalah 9,3 % dari total sampah rumah tangga. Bahkan di Jabotabek,

rata-rata setiap pabrik menghasilkan satu ton limbah plastik setiap

minggunya (Anonim, 1986). Jumlah ini akan bertambah seiring

14

berjalannya waktu karena sifat plastik yang tahan terhadap lingkungan dan

mikroorganisme sehingga jumlahnya semakin bertambah.

Komponen utama limbah plastik adalah polietilen, polipropilen, dan

polistiren. Ketiga komponen ini memiliki ketahanan terhadap

mikroorganisme yang semakin meningkat dengan meningkatnya berat

molekul. Dengan memperhatikan sifat-sifat plastik tersebut seharusnya

limbah plastik harus mendapat pengolahan yang serius dan tidak boleh

dibuang di sembarang tempat.

Pengolahan limbah plastik yang umumnya dilakukan saat ini adalah

penimbunan (landfilling), pembakaran, dan daur ulang. Penimbunan

(landfilling) memberikan dampak yang cukup serius terhadap lingkungan

seperti mengurangi kesuburan tanah, menghalangi mikroorganisme untuk

mendegradasi senyawa lain, dan menyebabkan polusi air, sehingga

langkah ini mulai dikurangi. Sedangkan pembakaran merupakan langkah

yang kurang efisien karena sifat plastik yang termoplastik sehingga bila

terbakar hanya meleleh dan setelah dingin akan memadat kembali atau

dengan kata lain tidak terdegradasi.

Daur ulang merupakan langkah penanganan limbah plastik yang masih

dipertahankan sampai saat ini. Metode ini terbagi menjadi dua, yaitu daur

ulang untuk proses produksi dan daur ulang energi. Daur ulang untuk

proses produksi telah dilakukan untuk produksi polietilen. Namun seiring

dengan kenaikan bahan bakar minyak (BBM) dan listrik, industri daur

ulang ini agak terhambat karena tidak diimbangi dengan kenaikan harga

jual biji plastik hasil daur ulang. Walaupun daur ulang telah dilakukan

dalam skala industri, namun persediaan plastik yang belum mendapat

penanganan mencapai 85 % (Gatra, 7 Agustus 2006). Daur ulang energi

memiliki kemungkinan yang besar untuk dilakukan karena sampah

memiliki nilai kalori yang setara dengan batubara dan minyak bumi

(Soloiu. dkk, 1999). Sehingga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan

panas atau tenaga dengan cara pembakaran.

15

Plastik dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar dengan pencairan melalui

proses thermal cracking yang memerlukan suhu melampaui 400C

sehingga dihasilkan minyak yang dapat dengan mudah terbakar

(Yoshihara dkk, 2000). Namun teknik ini selain mahal dan membutuhkan

teknologi tinggi, juga sangat membahayakan karena suhu operasi yang

tinggi memungkinkan terjadinya ledakan.

Penggunaan plastik sebagai bahan bakar dapat dilakukan dengan pelelehan

plastik dan mencampurkannya dengan bahan bakar diesel. Penelitian yang

dilakukan oleh Soloiu, dkk (1999) dengan melelehkan plastik jenis

polietilen (PE), polipropilen (PP) dan mencampurkannya dengan bahan

bakar diesel jenis heavy fuel oil (HFO) dengan komposisi 5%-40% berat

pada suhu 2000C. Bahan bakar yang dihasilkan dapat digunakan untuk

sistem penggerak mesin diesel. Namun bahan bakar ini memiliki

kelemahan yaitu akan terpisah menjadi dua fasa, padat dan cair pada suhu

kamar. Sehingga memerlukan pemanasan awal untuk dapat digunakan

pada mesin diesel.

Pemisahan tersebut dapat diatasi dengan emulsifikasi menggunakan air

dan surfaktan pada suhu kamar dan tekanan satu atmosfer yang diaduk

selama 10 menit dengan mesin homogenizer. Bahan bakar yang dihasilkan

mampu berbentuk cair dalam suhu kamar, sehingga tidak memerlukan

pemanasan awal sebelum digunakan pada mesin diesel (Yoshihara dkk,

2000).

Selain menggunakan heavy fuel oil (HFO), pencampuran plastik dapat

pula dilakukan dengan marine fuel oil (MFO) sehingga dihasilkan bahan

bakar yang mampu diaplikasikan secara langsung pada mesin diesel

(Nakanishi dkk, 2000).

Walaupun viskositas HFO dan MFO yang terpaut jauh, yaitu 22800 cP dan

4 cP. Namun hasil penelitian yang dilakukan oleh Soloiu, dkk (1999) dan

Nakanishi, dkk (2000) membuktikan bahwa plastik dapat dicampurkan

dalam keduanya dan memberikan performa mesin diesel yang tidak jauh

16

berbeda. Karakteristik solar tidak jauh berbeda dengan MFO yaitu

memiliki viskositas 4,08, sedangkan karakteristik biodiesel hampir sama

dengan solar. Oleh karena itu, plastik dapat digunakan sebagai suplemen

dalam berbagai jenis bahan bakar diesel. Plastik akan memberikan

hidrokarbon yang lebih mudah terbakar dalam mesin diesel sehingga mutu

penyalaannya menjadi semakin besar.

Pemanfaatan plastik sebagai suplemen bahan bakar melalui proses daur

ulang termal mampu memberikan konstribusi terhadap konservasi

lingkungan. Plastik yang telah menjadi bagian tidak terpisahkan dari

kehidupan manusia, akan terus diproduksi dengan masa pakai plastik yang

relatif pendek sehingga akan menimbulkan masalah lingkungan. Hal

tersebut disebabkan sifat plastik yang tidak dapat terbiodegradasi di alam.

Sehingga dalam penanganannya plastik membutuhkan perlakuan khusus

untuk mengurangi limbahnya di alam. Bahan bakar polimer menjadi solusi

yang menguntungkan bagi masalah limbah plastik. Jumlah sampah plastik

yang besar memungkinkan pemanfaatannya sebagai bahan bakar

campuran secara berkesinambungan.

4.3 Bahan Bakar Campuran untuk Meminimalisasi Emisi Kendaraan

Bermesin Diesel

Penggunaan bahan bakar alternatif di dunia telah digalakkan karena

menipisnya persediaan minyak bumi. Walaupun telah ditemukan biodiesel

sebagai pengganti solar dari berbagai minyak nabati, namun penggunaan

bahan bakar campuran masih menjadi pilihan utama. Hal ini disebabkan

penggunaan biodiesel secara murni akan menimbulkan berbagai masalah

seperti kesulitan dalam start up sehingga dibutuhkan penambahan

pemanas bahan bakar dan penyumbatan saluran bahan bakar seperti pipa

dan seal yang terbuat dari bahan karet alam.

Pencampuran plastik ke dalam bahan bakar memungkinkan penurunan

emisi gas kendaraan bermotor. Namun penggunaan air untuk emulsifikasi

dalam bahan bakar akan memperpanjang nyala tunda yang berakibat

17

menurunnya suhu campuran air dan bahan bakar dalam mesin. Hal ini

menyebabkan terjadi pembakaran yang kurang sempurna. Pembakaran

kurang sempurna akan menghasilkan emisi gas CO dan jelaga yang lebih

banyak. Reaksi dasar dari pembentukan jelaga belum diketahui, namun

reaksi tersebut diawali dengan pembentukan karbonmonoksida dengan

reaksi sebagai berikut,

2CO C + CO2

Reaksi tersebut dipercepat oleh adanya karbon. Dalam hal ini karbon

merupakan katalis yang kuat. Jika beberapa partikel jelaga mulai

terbentuk, maka partikel-partikel ini akan berkembang dengan cepat.

Berdasarkan teori, hidrokarbon khususnya pada rantai yang komplek,

akan terurai menjadi unit-unit kecil dari C2 dan C3 dan partikel-partikel

kecil akan terpolimerisasi secara radikal menjadi C6 ring polimer. Jelaga

memiliki valensi bebas dan memiliki sifat melekat yang luar biasa serta

dapat diserap oleh permukaan logam, sehingga ketika menempel akan

sangat sulit untuk dihilangkan.

Namun emisi gas nitrogen oksida (NOx) berkurang secara efektif untuk

bahan bakar yang teremulsikan dengan air dikarenakan meningkatnya

konsentrasi OH akibat penambahan air yang dapat menurunkan

pembentukan NOx.

Etanol merupakan zat yang dapat mensubsitusi air dalam emulsifikasi

bahan bakar campuran, karena sifat etanol yang hampir sama dengan air

yaitu sama-sama larutan polar dan titik didih etanol mendekati titik didih

air. Etanol mampu terbakar sempurna dan tidak menghasilkan gas

karbonmonoksida, bersifat ramah lingkungan, serta ikatan OH pada etanol

juga mampu mereduksi pembentukan NOx pada proses pembakaran

dalam mesin. Etanol lebih mudah terbakar daripada air sehingga

penguapan etanol dalam mesin justru akan mempercepat waktu penyalaan

yang mengakibatkan efesiensi pemakaian bahan bakar campuran menjadi

lebih besar. Selain itu penggunaan etanol dalam emulsifikasi bahan bakar

campuran akan menurunkan kandungan jelaga dari gas buang hasil

18

pembakaran dalam bahan bakar campuran, karena etanol dapat terbakar

lebih sempurna melalui reaksi sebagai berikut:

C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O

Pelarutan dengan menggunakan surfaktan sebagai emulsifier, ujung polar

bersifat hidrofilik sedangkan ujung non polar bersifat hidrofobik. Ujung

polar akan mengikat etanol sedangkan ujung nonpolar mengikat campuran

solar dan plastik.

Plastik merupakan suplemen bahan bakar campuran yang memiliki

struktur rantai lurus. Bila digabungkan dengan struktur kimia solar yang

berbentuk hexadecane C16H34 (normal paraffin), maka akan sangat wajar

bila bahan bakar campuran memiliki nilai setana yang lebih tinggi karena

pola rantai karbonnya yang lurus.

Nilai setana yang tinggi dapat menyebabkan peningkaan daya karena lebih

sedikit bahan bakar yang diinjeksikan sebelum penyalaan terjadi. Dengan

semakin meningkatnya konsentrasi plastik pada campuran etanol dan

biodiesel maka makin banyak pula partikel-partikel plastik yang ikut

terbakar. Hal ini akan semakin meningkatkan kesempurnaan pembakaran.

Namun jumlah campuran plastik yang terlalu banyak akan meningkatkan

viskositas bahan bakar campuran.

Konsumsi bahan bakar campuran bila dibandingkan dengan solar

diperkirakan lebih rendah. Penggunaan campuran plastik pada motor

diesel diperkirakan menghasilkan daya yang tinggi bila dibandingkan

dengan penggunaan solar. Hal ini menunjukkan bahwa untuk

menghasilkan tenaga sebesar satu daya kuda setiap jamnya dibutuhkan

lebih sedikit massa bahan bakar yang diinjeksikan. Dengan kata lain bahan

bakar ini lebih hemat bila dibanding dengan bahan bakar diesel standar.

Penelitian yang dilakukan oleh Soloiu, dkk (1999) dan Yoshihara, dkk

(2000) menunjukkan bahwa bahan bakar campuran mampu diaplikasikan

secara langsung pada mesin diesel tanpa memerlukan modifikasi mesin.

19

Mesin diesel yang digunakan dalam penelitian tersebut merupakan jenis

direct inject yang sangat peka terhadap perubahan viskositas bahan bakar.

Oleh karena itu bahan bakar campuran berpotensi digunakan pada setiap

jenis mesin diesel.

Pencampuran plastik dan etanol dalam bahan bakar campuran

memungkinkan penambahan biodiesel yang lebih tinggi. Karena sifat

etanol yang mudah terbakar sehingga mempercepat waktu penyalaan.

Selain itu, hidrokarbon plastik dimiliki oleh plastik akan memudahkan

proses pembakaran dalam mesin diesel sehingga mutu penyalaannya

menjadi semakin besar.

Penggunaan bahan bakar campuran dapat meminimalisasi emisi yang

dihasilkan kendaraan bermesin diesel, karena komposisi solar yang

digunakan hanya sedikit. Hal ini berarti sulfur dioksida (SOx) yang

terbentuk dalam emisi juga akan berkurang dalam prosentase yang sama.

Selain itu, akan memberikan kontribusi penghematan bahan bakar minyak

bumi khususnya solar. Penggunaan plastik dalam bahan bakar akan

meningkatkan usaha pengolahan limbah plastik yang selama ini belum

optimal. Sehingga akan mereduksi jumlah limbah plastik yang

memberikan dampak negatif terhadap lingkungan. Dengan demikian

penggunaan bahan bakar campuran dapat mencapai keseimbangan

lingkungan karena dapat mengurangi polusi udara, tanah, dan air.

20

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Dari uraian dalam karya tulis ini dapat disimpulkan bahwa,

1. Emisi yang dihasilkan sektor transportasi merupakan zat pencemar

(polutan) udara yang memiliki potensi yang sangat besar karena

pertumbuhan jumlah kendaraan yang selalu meningkat tiap tahun.

Selain itu karena sebagian besar kendaraan bermotor menggunakan

bahan bakar fosil sehingga emisi yang dihasilkan semakin tinggi dan

mengganggu keseimbangan lingkungan.

2. Limbah plastik memiliki potensi yang besar untuk dimanfaatkan

sebagai suplemen bahan bakar diesel. Hal ini karena plastik memiliki

hidrokarbon yang lebih mudah terbakar sehingga meningkatkan

efesiensi penggunaan bahan bakar.

3. Penggunaan bahan bakar campuran dapat meminimalisasi emisi

kendaraan bermesin diesel sehingga tercapai keseimbangan

lingkungan. Selain itu dapat mengurangi permintaan bahan bakar

minyak bumi yang semakin menipis persediaannya.

5.2 Saran

Bahan bakar campuran solar, biodiesel, plastik, dan etanol memiliki

potensi besar untuk dimanfaatkan karena memiliki nilai efisiensi dan dapat

menekan pencemaran lingkungan akibat pembakaran yang tidak sempurna

serta pengolahan limbah plastik yang belum dilakukan secara keseluruhan.

Untuk itu perlu dilakukan penelitian tentang bahan bakar campuran dan

dilanjutkan dengan uji coba aplikasi bahan bakar campuran pada

kendaraan transportasi dalam skala pilot project.

21

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1986. Barometer Bisnis Plastik Indonesia. Jakarta: Yayasan Bina Pembangunan.

Anonim. 2001. Merenda Birunya Langit. http://www.indomedia.com. 14 Agustus 2006, pukul 15.30 WIB.

Anonim. 2006. Properties of Fuel. http://www.etc.cte.ec.gc.ca. 5 April 2006, pukul 19.20 WIB.

Badan Pengelolaan Teknologi Informasi dan Komunikasi Pemerintah Kota Surabaya. 2006. Uji Emisi Gratis, Mengurangi Polusi Udara. http://www.surabaya.go.id. 16 Agustus 2006, pukul 07.45 WIB.

Fardiaz, Srikandi. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta: Kanisius.

Gatra. 2006. Daur Ulang Sampah Plastik Terpukul BBM dan Listrik. www.gatra.com. 7 Agustus 2006.

Hamdi, Alhilal. 2005. Akhir Zaman Minyak (Bumi Murah). http://www.bppt.go.id. 16 Agustus 2006, pukul 07.40 WIB.

Hartono ACK. 1998. Daur Ulang Limbah Plastik dalam Pancaroba : Diplomasi Ekonomi dan Pendidikan. Dana Mitra Lingkungan. Penerbit: Jakarta.

Iskandar, Abubakar. 2000. Kerusakan Lingkungan Diakibatkan oleh Sumber Transportasi. http://www.kpbb.org. 16 Agustus 2006, pukul 06.10 WIB.

Nakanishi Y., Yoshihara Y., Hiraoka M., Nishiwaki K., Soloiu V. A. dan Mitsuhara Y. 2000. Application of a New Fuel Produced from Waste Plastics and Heavy Oil to Diesel Engine. Proceedings of the 16th Internal Combustion Engine Symposium Japan, hal.461-466.

Obert, E. F. 1973. Internal Combustion Engine and Air Pollution. New York: Harper & Row, Publishers Inc.

Seymour, R.B. 1978. Introduction To Polymer Chemistry. New York: Robert E Kreiger Publishing.

Shahab. 2001. Pengenalan Gas Lapindo Brantas, Inc. untuk Kawasan Industri. Makalah Semina,r Hyatt Hotel Surabaya, 18 April 2001.

Soloiu V. A., Yoshihara Y., Hiraoka M dan Nishiwaki K. 1999. The Development and Investigation of a New Diesel Fuel Produced from Waste Plastic Polymers and Heavy Fuel Oil, Proceedings of the 10th

22

Annual Conference of the Japan Society of Waste Management Expert, Vol.3, hal.37-40.

Sudrajad, Agung. 2005. Pencemaran Udara, Suatu Pendahuluan. Inovasi, Vol.5, hal 1-3.

Rahmania, O., 2004, Pemanfaatan Sekam Padi Sebagai Biodiesel dengan Transesterifikasi Berkatalis Asam. Tesis Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya

Yoshihara Y., Hiraoka M., Nishiwaki K., Mitsuhara Y dan Nakanishi Y. 2000. The Investigation of a New Diesel Fuel Produced from Waste Plastics . Proceedings of the 6th International Symposium on Marine Engineering, Vol.2, hal.403-408.

23