Salah satu permasalahan yang muncul adalah pencemaran lingkungan dan peningkatan kadar pencemarannya sebanding dengan intensitas penyelenggaraan transportasi itu sendiri, baik berupa kebisingan serta pencemaran udara. Disisi lain keberhasilan pembangunan menuntut dukungan jasa pelayanan transportasi, melalui pemilihan teknologi transportasi tepat guna yang berorientasi pada lingkungan, terutama pencemaran udara dan gas buanagn kendaraan bermotor yang diemisikan ke udara lingkungan. Masalah pencemaran udara dibeberapa kota besar di Indonesia telah menunjukkan kondisi yang menuntut perhatian secara serius dari semua pihak, misalnya kota Jakarta ibu kota Indonesia negara kita. Mengingat bahwa zat-zat pencemar tersebut sangat membahayakan kehidupan manusia serta merusak tatanan lingkungan nasional maupun global maka berbagai negara di dunia berupaya mencari teknologi yang tetap dan handal dalam memenuhi kebutuhan transportasi dengan konstribusi pencemaran udara yang rendah.
Transportasi Berwawasan Lingkungan
Dapat diketahui bahwa kendaraan bermotor memberikan konstribusi paling besar dalam mencemari udar lingkungan. Oleh karena itu, berbagai langkah dalam rangka mewujudkan teknologi transportasi berwawasan lingkungan, anatar lain melalui pemilihan model teknologi yang tepat, menggunakan sarana transportasi yang bersifat massal, peraturana sistem lalu lintas dan angkutaan jalan yang efektif dan efisien, pengendalian sumber zat pencemar, dan lain sebagainya.
Adapun teknologi berwawasan lingkungan yang dipilih, hendaknya tetap berorientasi pada tujuan penyelenggaraan transportasi demi tercapainya tujuan nasional. Kesalahan dalam menetapkan tujuan penyelenggaraan trasportasi tersebut dapat berakibat biaya yang terlalu tinggi yang pada gilirannya justru dapat menurunkan efektivitas dan efisiensinya. Mengingat luas dan kompleksnya cakupan teknologi transportasi berwawasan lingkungan tersebut, maka makalah ini hanya membatasi lingkup bahansan yang hanya menitikberatkan pada aspek teknologi pengendalian sumber zat pencemar.
APLIKASI BAHAN BAKAR UNTUK KENDARAAN BERMOTOR
Dilihat dari fungsi kendaraan bermotor, yang dituntut selalu mampu bergerak (mobile) ke seluruh penjuru jalan yang dikehendaki, maka kendaraan bermotor tersebut mememrlukan jenis bahan bakar yang bukan saja memenuhi syarat kesempurnaan pembakaran, melainkan juga harus mudah dibawa, relatif ringan, mudah malakukan pengisian kembali, masih banyak lagi. Bahan bakar yang memenuhi kriteria tersebut adalah bahan bakar minyak. Namun dewasa ini, bahna bakar fosil ini mengalami berbagai kendala, antara lain : keterbatasan sumber yang tersedia, tidak dapat diperbaharui, menimbulkan pencemaran udara yang dapat mengganggu kehidupan manusia serta keseimbangan lingkungan dan lain sebagainya.
Salah satu zat pencemar yang dihasilkan oleh bahan bakar minyak pada waktu itu adalah munculnya timah hitam yang sengaja dicampurkan pada bahan bakar minyak itu. Dengan kenyataan tersebut maka pakar otomotif bekerjasama dengan paara pakar energi menciptakan bahan bakar minyak yang memenuhi persyaratan motor bakar tanpa mengandung timah hitam.
Bahan Bakar Kendaraan Bermotor
Di Indonesia, jenis bahan bakar yang secara komersial telah diperkenalkan dapat diklasifikasikan menjadi 3 kategori yakni :
- Bensin (motor gasoline=mogas)
- Solar
- Bahan bakar gas (compressed natural gas)
BAHAN BAKAR BENSIN
Sejak tahun 1923, penggunaan timah hitam atau Tetra Ethil Lead (TEL) sangat populer dan dipakai sebagai zat campuran tambahan bahan bakar minyak jenis bensin. Keberadaan TEL tersebut kemudian dipermasahkan para ahli lingkungan yang menemukan fakta bahwa kandungan TEL tersebut sangat mengganggu kesehatan manusia karena sifat racun yang dikandung oleh timah hitam. Oleh karena itu, para pakar kemudian menggunakan zat kimia tanpa timah hitam yang dapat meningkatkan bilangan oktan bensin, yakni zat organik yang dioksigenasi, seperti alkohol dan eter. Penggunaan MTBE (Methyl Tertiary Buthyl Eter) merupakan pilihan pengganti timah hitam yang dianggap paling baik, tidak higroskopik dan tidak mudah tercampur dengan air. Rapat jenis, tekanan uap dan titik didihnya berada dalam daerah kerja bensin.
BAHAN BAKAR DIESEL (SOLAR)
Prinsip pembakaran pada motor disel adalah karena terbakar dengan sendirinya antara campuran solar yang dinjeksikan (dikabutkan) dengan udara yang dimasukkan ke ruang bakar hampir secara adiabatik. Zat pencemar karbon monoksida yang dihasilkan oleh motor disel melalui gas buangannya sangat kecill, karena biasanya mesin disel bekerja dengan kelebihan udara. Tetapi disisi lain, akan terbentuk nitrogen oksida. Kualitas penyalaan bahan bakar disel dapat diperhatikan dengan penambahan sejumlah kecil zat kimia tertentu, misalnya nitrat organik, dan peroksida (contoh amilnitrat, asetoperoksida). Asap yang dipancarkan oleh motor disel adalah partikulat dalam gas buangan yang berisi PAHs dan jelaga. Gas buangan yang berasap hitam merupakan / menandakan kegagalan pembakaran atau adanya pembentukan karbon diruang bakar atau kerusakan lainnya. Pembentukan jelaga pada pengoperasian mesin disel pada beban penuh dapat dikurangi dengan mengurangi beban mesin. Pada beban rendah, motor disel bekerja dengan campuran miskin, sehingga kemungkinan timbulnya jelaga dapat diperkecil. Oleh karena daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh motor disel dilihat dari kehitaman warna asap gas buangannya. Jelaga berwarna hitam yang dipancarkan melalui gas buangan motor disel harus dihindari, karena bukan saja mengganggu lalu lintas, tetapi juga mengandung karsinogen yang dapat menyebabkan penyakit kanker pada manusia.
BAHAN BAKAR GAS (BBG) / COMPRESSED NATURAL GAS (CNG)
Hampir semua emzim kendaraan bermotor dapat diubah bahan bakarnya dengan bahan bakar gas (BBG) yang menghasilkan polusi lebih rendah. Penggunaan bahan bakar gas (BBG) pada kendaraan bermotor dapat mengurangi kadar karbon monoksida (CO) sebanyak 90% dan kadar hidrokarbon (HC) 40%. Hal ini terjadi karena penggunaan BBG sangat memungkinkan terjadinya campuran udara-bahan bakar lebih merata, sehingga pembakaran dapat terjadi secara sempurna.
APLIKASI KENDARAAN BERMOTOR BERPOLUSI RENDAH
Zat pencemar udara yang berasal dari kendaraan bermotor bersumber dari :
- - gas buangan
- - penguapan bahan bakar
- - blow by gas
ZAT PENCEMAR DARI GAS BUANGAN KENDARAAN BERMOTOR
Zat pencemar udara utama yang terkandung dalam gas buangan kendaraan bermotor pada umumnya terdiri dari :
- - karbon monoksida (CO)
- - karbon dioksida (CO2)
- - Hidrokarbon (HC)
- - Partikulat
Sedang zat pencemar udara lainnya, seperti sulfur oksida (SOx) dan senyawa timah hitam (Pb) biasanya berasal dari bahan bakar yang digunakan oleh kendaraan bermotor tersebut.
Karbon monoksida (CO)
Pembentukan karbon monoksida di ruang bakar disebabkan oleh proses pembakaran yang tidak sempurna. Oleh karena itu besar atau kecilnya jumlah karbon monoksida yang dihasilkan oleh setiap kendaraan tersebut sangat tergantung pada tingkat kesempurnaan proses pembakaran. Sebagai salah satu contoh, dapat dijelaskan proses terjadinya pembakaran bahan bakar bensin (C8H18) pada ruang enjin otto. Proses permbakaran dapat terjadi sempurna jika kebutuhan oksigen / udara untuk membakar bahan bakar bensin tersebut dijaga pada rasio yang memadai. Oleh karena itu agar proses pembakaran tersebut terjadi secara sempurna, harus memnuhi reaksi kimia tersebut :
2C8H18 + 25O2 MENJADI 16CO2 + 18H2O
Artinya :
Untuk membakar secara sempurna 2 molekul C8H18 diperlukan 25 molekul O2. Dengan perkataan lain, untuk membakar sempurna 228 gr C8H18 diperlukan oksigen seberat 800 gr atau 1 gr C8H18 memerlukan 3,5 gr oksigen.
Karbon dioksida (CO2): Karbon dioksida (CO2) merupakan hasil pembakaran antara bahan bakar dengan udara di ruang bakar. Karbon dioksida selalu terbentuk disepanjang proses pembakaran berlangsung.
Hidrokarbon (HC): Hidrokarbon (HC) terbentuk karena adanya bahan bakar yang tidak terbakar pada saat proses pembakaran.
Nitrogen Oksida (NOx): Nitrogen oksida (NOx) dihasilkan senyawa nitrogen dan oksida yang terkandung di udara dari capuran udara-bahan bakar. Kedua unsur tersebut bersenyawa jika temperatur didalam ruang bakar diatas 1.800OC. 95% dari Nox yang terdapat pada gas buangan berupa nitric oxide (NO) yang terbentuk di dalam ruang bakar, dengan reaksi kimia berikut :
N2 + O2 MENJADI 2NO
Nitric oxide ini selanjutnya bereaksi denagn oksigen diudara membentuk nitrogen dioksida (NO2). Dalam kondisi normal, nitrogen (N2) akan stabil berada diudara atmosfer sebesar hampir 80%, namun dalam keadaan temperatur tinggi (diatas sekitar 1.800OC) dan pada konsentrasi oksigen yang tinggi, maka nitrogen bereaksi dengan oksigen membentuk NO. Pada kondisi ini maka konsentrasi NOx justru akan semakin besar pada proses pembakaran yang sempurna.
Sulfur Oksida (SOx) dan Senyawa Timah Hitam
Besarnya zat pencemar sulfur oksida (SOx) dan senyawa timah hitam sangat dipengaruhi oleh kualitas bahan bakar yang mengandung sulfur potensial sebagai sumber penyebab terjadinya sulfur oksida (SOx). Sedangkan bahan bakar yang sengaja menggunakan TEL untuk menaikkan angka oktannya, akan menimbulkan zat pencemar timah hitam.
ZAT PENCEMAR DARI PENGUAPAN BAHAN BAKAR
Zat pencemar dari penguapan bahan bakar ini biasanya berupa hidrokarbon, berasal dari tangki dan karburator.
ZAT PENCEMAR DARI BLOW-BY GAS
Blow-by gas adalah gas yang terbakar naupun tidak terbakar yang menyelip di antara piston dengan dinding silinder, kemudian keluar ke udara melalui cankcase.
Teknologi Pengendalian Sumber Pencemar
Besarnya konsentrasi zat pencemar dari kendaraan bermotor didalam udara sangat dipengaruhi oleh besarnya zat pencemar yang dihasilkan oleh masing-masing kendaraan bermotor yang bersangkutan serta banyaknya kendaraan bermotor yang menyeburkan zat pencemar pada suatu wilayah tertentu pada kurun waktu tertentu.
Oleh karena itu, penggunaan kendaraan bermotor yang mengeluarkan zat pencemar besar, berarti denagn sengaja memberikan konstribusi peningkatan konsentrasi pencemaran udara di wilayah yang bersangkutan. Usaha pengunaan teknologi motor yang lebih baik, penggunaan bahan bakar berkualitas lebih baik, peningkatan kualitas perawatan serta pengendalian pencemaran uadra dari kendaraan bermotor perlu segera dilakukan oleh semua pihak.
Oleh karena itu, para pakar otomotif cenderung melakukan kegiatan rancang bangun dan rekayasa motor yang mengarah kepada teknologi yang kompak, ringan, menghasilkan daya motor yang tinggi dengan zat pencemar yang rendah , serta irit bahan bakar. Untuk itu beberapa pakar otomotif telah mengembangkan berbagai teknologi kendaraan bermotor, anatar lain : penyempurnaan sistem pembakaran, penggunaan peralatan elektronik, pemilihan / penggunaan bahan bakar kualitasnya lebih baik, melaksanakan perawatan dengan baik, melaksanakan pengujian terhadap setiap kendaraan bermotor yang dioperasikan dijalan dan lain sebagainya.
Namun demikian, memilih teknologi yang tepat dalam rangka menurunkan dan / atau mengendalikan zat pencemar kendaraan bermotor kadang-kadang mengalami kesulitan, karena usaha penurunan kadar polutan tersebut biasanya diikuti oleh penurunan tenaga motor dan /atau konsumsi bahan bakar bertambah boros dan / atau memerlukan biaya yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan oleh korelasi yang sangat erat antara faktor satu dengan faktor lainnya, sedemikian rupa sehingga memperbaiki parameter yang satu dapat memperburuk parameter yang lain.
Mengingat kebutuhan yang sangat mendesak, semua pihak diharuskan untuk menurunkan kadar polutan gas buangan kendaraan bermotor meskipun perlu diikuti pengorbanan, berupa penurunan tenaga mesin, pemakaian bahan bakar yang lebih poros maupun biaya relatif lebih tinggi. Oleh karena itu, banyak para ahli teknologi kendaraan bermotor bekerja keras untuk mengembangkan cara yang lebih efektif dan efisien untuk mengendalikan zat pencemar gas buangan kendaraan bermotor dengan pengorbanan sekecil-kecilnya.
Penggunaan Bahan Bakar Berkadar Pencemaran Rendah
- Dari sekian jenis zat pencemar dari kendaraan bermotor terdapat jenis zat pencemar yang keberadaannya sangat ditentukan oleh kualitas atau unsur-unsur yang terkandung dalam bahan bakar yang digunakan. Zat pencemar dimaksud adalah timah hitam dan sulfur.
- Timah hitam yang dihirup masuk ke paru-paru sangat membahayakan kesehatan manusia. Zat ini sengaja ditambahkan ke dalam bensin dalam bentuk tetra-ethyl lead atua tetra methyl lead, karena merupakan cara paling murah untuk menaikkan bilangan oktan bensin.
- Dalam proses pembakaran, timah hitam tidak tertinggal di ruang bakar, tetapi diemisikan ke udara bersama-sama dengan gas buangan kendaraan bermotor.
- Bahan bakar bensin yang tidak mengandung timah hitam, namun tetap mempunyai bilangan oktan tinggi telah digunakan dan dikembangkan di beberapa negara. Oleh karena itu, para pakar otomotif telah mengembangkan rancang bangun dan rekayasa motor modern dengan menggunakan bahan bakar bebas timah hitam.
- Penggunaan bahan bakar gas (BBG) sebagai bahan bakar alternatif kendaraan bermotor merupakan salah satu jawaban terhadap permasalahan pengendalian pencemaran uadra dari kendaraan bermotor. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan bahan bakar jenis ini mampu meredusir kadar pencemaran sebesar lebih 90% bila dibandingkan dengan bensin. Namun, penurunan kadar emisi gas buangan tersebut diikuti dengan penurunan daya sekitar 10 – 17%. Walaupun demikian, penggunaan bahan bakar alternatif jenis ini perlu ditingkatkan.
- Disamping itu, masih banyak energi alternatif lain yang membantu kebijaksanaan udara bersih, antara lain penggunaan energi listrik, hidrogen, energi matahari, dan lain sebagainya. Namun energi jenis ini masih dalam penelitian dan percobaan negara maju.
Pengendalian System Transportasi dan Lalu Lintas Secara Optimal
- Konsentrasi zat pencemar udara dari kendaraan bermotor sanagt bergantung pada kadar zat pencemar yang diemisikan oleh masing-masing kendaraan bermotor serta jumlah kendaraan bermotor yang dioperasikan paad suatu wilayah / daerah dalam kurun waktu tertentu. Oleh karena itu, pengendalian sistem transportasi dan lalu lintas secara optimal merupakan salah satui cara untuk mengurangi konsentrasi zat pencemar tersebut. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan antara lain adalah masalah pemilihan sarana angkutan yang tepat, optimalisasi pemanfaatan ruas jalan, mengemudikan kendaraan bermotor secara baik dan benar, kondisi lingkungan transportasi dan lalu lintas, kelancaran lalu lintas sistem pengaturan dan pengendalian dan lain sebagainya.
- Pemilihan sarana angkutan umum yang bersifat massal merupakan salah satu usaha untuk memanfaatkan ruas jalan secara optimal. Pemilihan sarana angkutan massal tersebut disamping dapat memecahkan masalah transportasi, juga sangat membantu penataan kondisi lalu lintas yang lebih lancar, menghemat pemakaian energi per penumpang / ton barang, tarif yang relatif murah, mengurangi banyaknya konsentrasi zat pencemar di udara, dan lain sebagainya. Untuk itu, Departemen Perhubungan telah menetapkan kebijaksanaan yang mengarahkan penggunaan sarana pengangkutan yang bersifat massal ini.
- Ketrampilan serta tingkah laku pengemudi kendaraan bermotor juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya zat pencemar yang dihasilkan oleh kendaraan bermotor bahwa ada hubungan yang sangat erat antara cara mengemudikan kendaraan bermotor dengan besarnya zat pencemar yang dihasilkannya :
- Gas CO meningkat, jika kendaraan bermotor diperlambat atau dalam keadaan idling.
- Gas HC meningkat pada saat terjadinya penggantian persneling dan kendaraan bermotor mengalami perlambatan.
- Gas NOx meningkat pada saat kendaraan bermotor dipercepat.
