Top Banner
49 PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI PEMANAS AIR Ir. Waldemar Naibaho, MT. ; Ir. Sibuk Ginting, MSME. Dosen Tetap Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen Jl. Karya Rakyat No. 31-I Sei. Agul Medan e-mail : [email protected] ABSTRACT Exhaust gas from the gas engine is used to heat water by using heat exchangers and shell-type pipe with a pipe trajectory and the trajectory of the shell and the opposite flow direction. The condition of the heat exchanger is already in use. While the motor is operating without any charge. Heat exchanger itself is considered as a type of double pipe, because of the number of passes the pipe and shell only one. The information obtained is the ratio between the energy that can be harnessed and energy fuel which ranges from 36% s / d 53%, heat exchanger effectiveness ranges from 60% s / d 67% and the overall heat transfer coefficient of heat exchanger ranges from 106 W / C m2 s / d 169 w / c m2. The information obtained in the motor operating conditions ranging from 1500 rpm s / d 2200 rpm or at a gas flow rate of smoke 36 kg /hs/d53/kg/h. Keywords: heat exchanger, effectiveness, overall heat transfer coefficient. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Telah dirasakan sejak beberapa dekade yang lalu bahwa konsumsi energi dunia mengalami peningkatan yang cukup tinggi, sementara persediaan energi khususnya Migas dan Batu Bara relatif terbatas. Hal ini akan menimbulkan kenaikan harga energi yang cukup tinggi bila permintaan energi tersebut meningkat sesuai dengan prinsip ekonomi tentang suplai dan demand. Kondisi demikian membuat para konsumen khususnya bagi kalangan industri harus bersikap efisien. Suatu kasus khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut adalah bahwa energi yang terbawa didalam gas buang (gas asap) akan dibuang ke lingkungan masih relatif besar. Kehilangan energi ini dapat dikurangi dengan cara mengambil panas dari aliran gas buang tersebut, baik untuk keperluan sistem itu sendiri atau pun keperluan di luar sistem dengan mempergunakan suatu alat yang disebut alat penukar panas. 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini akan dilakukan terhadap aliran gas buang dari motor bakar bensin dengan tujuan : a. Menentukan jumlah energi yang dapat dimanfaatkan dari gas buang. b. Menentukan efektifitas alat penukar panas.
27

PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

Aug 01, 2019

Download

Documents

phamcong
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

49

PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSINSEBAGAI PEMANAS AIR

Ir. Waldemar Naibaho, MT. ; Ir. Sibuk Ginting, MSME.Dosen Tetap Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas HKBP NommensenJl. Karya Rakyat No. 31-I Sei. Agul Medan

e-mail : [email protected]

ABSTRACT

Exhaust gas from the gas engine is used to heat water by using heat exchangers and shell-typepipe with a pipe trajectory and the trajectory of the shell and the opposite flow direction. Thecondition of the heat exchanger is already in use. While the motor is operating without anycharge. Heat exchanger itself is considered as a type of double pipe, because of the number ofpasses the pipe and shell only one. The information obtained is the ratio between the energy thatcan be harnessed and energy fuel which ranges from 36% s / d 53%, heat exchangereffectiveness ranges from 60% s / d 67% and the overall heat transfer coefficient of heatexchanger ranges from 106 W / C m2 s / d 169 w / c m2. The information obtained in the motoroperating conditions ranging from 1500 rpm s / d 2200 rpm or at a gas flow rate of smoke 36 kg/hs/d53/kg/h.

Keywords: heat exchanger, effectiveness, overall heat transfer coefficient.

1. PENDAHULUAN1.1 Latar belakang

Telah dirasakan sejak beberapa dekade yang lalu bahwa konsumsienergi dunia mengalami peningkatan yang cukup tinggi, sementara persediaanenergi khususnya Migas dan Batu Bara relatif terbatas. Hal ini akanmenimbulkan kenaikan harga energi yang cukup tinggi bila permintaan energitersebut meningkat sesuai dengan prinsip ekonomi tentang suplai dan demand.Kondisi demikian membuat para konsumen khususnya bagi kalangan industriharus bersikap efisien. Suatu kasuskhusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakartersebut adalah bahwa energi yang terbawa didalam gas buang (gas asap) akandibuang ke lingkungan masih relatif besar. Kehilangan energi ini dapatdikurangi dengan cara mengambil panas dari aliran gas buang tersebut, baikuntuk keperluan sistem itu sendiri atau pun keperluan di luar sistem denganmempergunakan suatu alat yang disebut alat penukar panas.

1.2 Tujuan PenelitianPenelitian ini akan dilakukan terhadap aliran gas buang dari motor

bakar bensin dengan tujuan :a. Menentukan jumlah energi yang dapat dimanfaatkan dari gas buang.b. Menentukan efektifitas alat penukar panas.

Page 2: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

50

c. Menentukan koefisien perpindahan panas menyeluruh dari alat penukarpanas.

1.3 Batasan MasalahPenelitian ini dilakukan terhadap laju dan temperatur aliran gas asap

dan air dengan jangkauan tertentu. Sementara mesin pembangkit yangdipergunakan dibatasi hanya untuk jenis motor bensin berdaya kecil. Alatpenukar panas yang dipergunakan hanya satu jenis saja yaitu tipe cangkang danpipa satu pas dengan material terbuat dari tembaga. Demikian pula mengenaipengaruh material alat terhadap mutu air serta mengenai umur (life–time) alattidak ikut diteliti.

1.4 Kontribusi PenelitianHasil dari penilitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan

pemikiran antara lain :a. Gagasan penghematan energib. Sebagai data pembanding tentang pemanfaatan energi gas buang, baik

bagi kalangan akademisi maupun kalangan industri

2. TINJAUAN PUSTAKAPemanfaatan gas buang untuk pemanas air pada hakekatnya adalah proses

pemindahan panas dari gas buang melalui dinding saluran terhadap air olehkarena adanya perbedaan temperatur, dimana temperatur gas lebih tinggi daritemperatur air Hal ini merupakan bagian dari masalah perpindahan panas dansecara khusus adalah masalah alat penukar panas.

2.1 Jenis-jenis Alat Penukar PanasAlat penukar panas adalah suatu alat yang berfungsi untuk

memindahkan sejumlah panas dari suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggike fluida lain yang temperaturnya lebih rendah. Kedua fluida yang terlibat dapatberupa fasa yang sama atau fasa yang berbeda. Perubahan fasa yang terjadiakibat transfer energi ini juga merupakan bagian dari fungsi alat penukar panas.

Berbagai macam alat penukar panas dipergunakan untuk berbagaiaplikasi, seperti PLTU, industri kimia, pemanasan ruangan, pengkondisianudara, sistem refrigrasi, kendaraan bermotor, kapal laut, dan industri pesawatluar angkasa.

Klasifikasi Alat Penukar Panas.Berdasarkan arah aliran fluidanya, alat penukar panas dikelompokkan

atas tiga bagian :a. Aliran searah (paralel flow), dimana kedua fluida mengalir dalam arah yang

sama.

Page 3: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

51

b. Aliran berlawanan arah (counter flow), dimana kedua fluida mengalir dalamarah yang berlawanan.

c. Aliran menyilang (cross flow), dimana kedua fluida mengalir dalam arahtegak lurus satu sama lain.

Berdasarkan proses perpindahan panasnya, alat penukar panasdikelompokkan atas tiga bagian :a. Jenis kontak langsung

Pada jenis ini, fluda dingin dan fluida panas dicampur secara langsung.Kedua fluida pada akhir proses akan mencapai temperatur yang sama. Jumlahperpindahan panas dapat dihitung dengan menyamakan energi yang diberikanoleh fluida panas sama dengan energi yang diterima oleh fluida dingin.

b. Jenis kontak tidak langsungFluida panas dan fluida dingin dipisahkan oleh suatu sekat (dinding)

yang dapat mengantarkan panas atau sering disebut rekuperator.c. Regenerator

Permukaan perpindahan panas berupa struktur sel yang biasanya disebutmatriks. Selama aliran panas mengalir dalam sebuah saluran, kalor tersimpan didalam dinding matriks. Kemudian aliran gas lain (yang lebih dingin) mengalirdi dalam saluran, kalor tersimpan didalam dinding matriks akan melepaskanpanas ke fluida gas yang lebih dingin.

2.2 Koefisien Perpindahan Panas MenyeluruhUntuk menjelaskan hal ini, mari kita tinjau sebuah alat penukar panas

sederhana berupa susunan pipa ganda. Koefisien ini merupakan kombinasi daricara perpindahan panas konveksi pada sisi luar, konduksi pipa, dan konveksipada sisi dalam pipa.Untuk menentukan koefisien ini, Gambar 1. menjelaskanterjadinya aliran konveksi dari fluida panas (gas buang) ke pipa, konduksi padamaterial pipa dan konveksi dari pipa ke fluida dingin (air dingin).

Gambar 1 Alat penukar panas pipa ganda.

Laju perpindahan panas melalui dinding bidang datar adalahq = U A (Th – Tc) ……………………………………………………(1)

Page 4: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

52

dimana

UA =

= ……………….…..…………………….…….(2)

q = laju perpindahan panas, WU = koefisien perpindahan panas menyeluruh, W/m2 KA = 2 π r L, luas bidang perpindahan panas, m2

Subskript 1, k, 2 = bagian dalam pipa, konduksi, bagian luar pipaSubskript h dan c = menyatakan fluida panas dan fluida dinginT = temperatur fluida, KR = tahanan termal/panas, K/Wh = koefisien perpindahan panas konveksi, W/m2 Kk = konduktivitas panas, W/m K

Bila didasarkan pada luas bagian luar pipa Ao

UO = …………………………………………….(3)

Bila didasarkaan pada luas bagian dalam pipa Ai

Ui = …………………………………………..…. (4)

dimana : U = koefisien perpindahan panas menyeluruhSubskript o dan i = menyatakan bagian luar dan bagian dalam pipar = jari-jari pipa, mL = panjang pipa, m

2.3 Faktor Pengotoran (Fouling Factors)Akibat adanya lapisan kotoran (kerak) pada sisi bagian dalam dan luar

pipa, maka koefisien perpindahan panas menyeluruh tersebut perlu dilibatkandengan faktor pengotoran seperti rumus berikut :

Rd = ……………………….…………………………………. (5)

Dimana :Rd = tahanan termal dari lapisan kotor, m2 K/WUd = koefisien perpindahan panas menyeluruh setelah ada lapisan kotoran,

W/m2 KU = koefisien perpindahan panas menyeluruh tanpa kotoran, W/m2 K

Page 5: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

53

Koefisien perpindahan panas rancangan keseluruhan Ud dari pipa tanpa sirip :

Ud = ………..................................................... (6)

Dimana :Ud = koefisien perpindahan panas menyeluruh berdasarkan luas satuan

permukaan luar pipa, W/m2 K.Ro,Ri = tahanan termal lapisan kotor pada bagian luar dan dalam pipa, m2 K/WRk = tahanan termal pipa, didasarkan pada bagian luar pipa, m2 K/ Whi = koefisien perpindahan panas konveksi bagian dalam pipa, W/m2 Kho = koefisien perpindahan panas konveksi bagian luar pipa, W/m2 K

Ao/Ai = perbandingan luas permukaan luar pipa terhadap luas permukaandalam pipa

2.4 Beda Temperatur Rata-Rata LogaritmikTemperatur fluida–fluida didalam alat penukar panas pada umumnya

tidak konstan, tetapi berbeda dari satu titik ke titik lainnya, pada waktu panasmengalir dari fluida yang lebih panas ke fluida yang lebih dingin.

Gambar 2 Distribusi temperatur pada alat penukar panas aliran searah.

Laju perpindahan panas dalam semua kasus diatas ditentukan dari persamaanberikut : dq = U dA ……………………………………..………... (7)

dimana :q = laju perpindahan panas, WU = koefisien perpindahan panas keseluruhan, W/m2 KA = luas yang dilalui laju aliran panas, m2

= beda temperatur, K

Page 6: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

54

Keseimbangan energi pada diferensial luas dA menghasilkandq = - mh cph dTh = ± mc.cpc dTc = U dA (Th-Tc)……….……(8)

dimana : m = laju aliran massa, kg/scp = panas jenis pada tekanan konstan, J/kg KT = temperatur curah (bulk)rata-rata fluida, ˚C

Subskript h dan c, masing-masing menunjukkan fluida panas dan dingin= tanda plus untuk aliran searah dan tanda minus untuk aliran

lawandA = diferensial luas permukaan perpindahan panas

Jika panas jenis fluida tidak berubah dengan suhu, kita dapat melukiskankeseimbangan panas dari lubang masuk sampai suatu penampang sembarangdalam alat penukar kalor.

- Ch (Th - Thm) = Cc (Tc – Tcm) ……………………………... (9)dimana :Ch = mh . Cph, laju aliran kapasitas panas untuk fluida yang lebih panas, J/K.Cc = mc . Cpc, laju aliran kapasitas panas untuk fluida yang lebih dingin, J/K.

Indeks m = berarti masukIndeks k = berarti keluar

Dari persamaan (9) dapat dihitung besar temperatur fluida panas yang keluar (Thk) :

Thk = Thm - (Tck – Tcm) …………….……………………………..(10)

atau

Thk– Tck = - Tc + Tcm + Thm ……………………………11)

Dengan memasukkan Thk– Tck dari persamaan (11) kedalam persamaan (8)diperoleh

……………………..….……….(12)

Integrasi persamaan (12) pada seluruh panjang penukar panas diperoleh

ln = - UA ………..………(13)

Dari persamaan (9) kita memperoleh panjang total penukar panas

……………………….…………………………(14)

= [(Thk – Tck) – (Thm – Tcm) ………….……….…(15)

Page 7: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

55

q = Cc (Tck – Tcm) = Ch (Thm – Thk)

Dimana Th - Tc = △T, maka persamaan (15) dapat ditulis dengan lajuperpindahan panas

q = UA ………………………..….……….………….....(16)

Indeks a dan b = menunjuk kepada masing-masing ujung penukar panasDengan menggunakan suatu beda temperatur efektif rata-rata ( ), maka laju

perpindahan panas dapat ditulisq = UA ……………………………………………………….(17)

Dengan demikian untuk aliran searah atau aliran lawan beda temperaturkeseluruhan rata-rata logaritmik (logarithmic mean overall temperaturedifference = LMTD) :

= ……………………………………………….…..(18)

Perpindahan panas pada suatu alat penukar panas yang bukan pipa-ganda, makaperpindahan panasnya dihitung dengan menerapkan factor koreksi terhadap

untuk susunan pipa-ganda aliran lawan arah :q = U A F ………………………………………………….…(19)

dimana: F = faktor koreksi

2.5 Efektivitas Alat Penukar PanasEfektivitas ini merupakan suatu parameter penting dalam alat penukar

panas, karena hal itu dapat dipergunakan untuk membandingkan berbagai jenisalat penukar panas dalam upaya untuk memilih jenis yang terbaik untukmemindahkan sejumlah panas tertentu.

Efektivitas penukar panas didefinisikan sebagai perbandingan lajuperpindahan panas yang sebenarnya terhadap laju perpindahan panas maksimalyang mungkin. Efektivitas penukar panas tersebut adalah

.……………………………………................. (20)

atau

….………………………………………..…… (21)

dimana := efektivitas penukar panas

Subkript m dan k = menyatakan masuk dan keluarSubkript c dan h = menyatakan dingin dan panas

Page 8: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

56

Subkript min dan maks = menyatakan minimum dan maksimumBila efektivitas penukar panas telah diketahui, maka laju perpindahan panasnyaadalah

q = Cmin (Thm –Tcm)………………………………………….…..…(22)Bila efektivitas belum diketahui, harganya dapat dihitung dengan persamaanberikut

……………………………………(23)

Persamaan diatas menggambarkan bagaimana efektivitas suatu susunan alirantertentu dapat dinyatakan sebagai fungsi dua parameter tanpa dimensi, yaituperbandingan kapasitas panas per jam, Cmin/Cmax.

Parameter yang disebut terakhir dinamakan jumlah satuan perpindahanpanas (number of heat transfer unit-NTU=UA/Cmin). Kays dan London telahmerekomendasikan harga-harga efektivitas tersebut dalam suatu grafik untuktipe penukar panas yang lain.

3. METODE PENELITIANPenelitian ini adalah pengkajian terhadap proses perpindahan panas dari

aliran gas buang terhadap aliran air dengan melalui media perantara yang dalamhal ini disebut alat penukar panas. Hal ini dilakukan secara eksperimental yangmengambil tempat di Laboratorium Prestasi Mesin Program Studi TeknikMesin Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen.

3.1 Peralatan Yang DipergunakanAlat –alat yang dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut .a. Motor Otto (Motor Bensin)b. Gelas ukur bahan bakarc. Pipa gas asapd. Termometer gas asap masuk alat penukar panas.e. Termometer air keluar alat penukar panasf. Pipa air keluar alat penukar panasg. Termometer gas asap keluar alat penukar panash. Pipa gas asap keluar alat penukar panasi. Pipa air masuk alat penukar panasj. Termometer air masuk alat penukar panask. Rotameter (Pengukur debit air)l. Manometer Airm. Pompa Airn. Pipa air keluar tangki sumber airo. Tangki Sumber Airp. Tangki Penampungan airq. Alat penukar panas

Page 9: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

57

3.2 Prosedur EksperimenEksperimen dilakukan pada alat penukar panas berupa susunan pipa

didalam anulus dengan fluida panas (gas buang) mengalir di dalam pipa kecil(tube) dan fluida dingin (air) mengalir didalam anulus (shell) dengan arahberlawanan (counter-flow).

Air dari tangki dipompakan ke dalam alat penukar panas. Kapasitas airdiatur sedemikian rupa. Tekanan dan temperatur air masuk diukur olehmanometer dan termometer. Air kemudian melewati alat penukar panas untukmenghisap energi panas dari gas buang sehingga temperatur air akan naik.Selanjutnya air akan keluar dari alat penukar panas dan temperaturnya diukur.Air yang keluar ini akan menuju tangki penampangan. Laju aliran air diperolehsetelah kapasitas air dikalikan dengan kerapatannya.

Pada saat bersamaan, gas buang dari motor bakar masuk kedalam alatpenukar panas. Kapasitas bahan bakar diatur melalui putaran motor sehinggadicapai temperatur gas buang sesuai yang diinginkan. Temperatur gas buangmasuk dan keluar diukur melalui termometer gas buang. Setelah gas buangmemberikan energi sensibelnya kepada air melalui dinding-dinding pipa yangterdapat dalam alat penukar panas, gas buang kemudian keluar menuju pipapembuangan menuju ke udara atmosfer. Campuran bahan bakar dengan udaradihitung dengan sebagai laju aliran gas buang.

4. HASIL DAN PEMBAHASANUntuk dapat mencapai tujuan yang telah ditetapkan pada bagian

pendahuluan diperlukan sejumlah data dari beberapa variabel dengan caramelakukan pengukuran. Selanjutnya diolah berdasarkan persamaan-persamaantertentu. Dengan diperolehnya data-data tersebut dapatlah dilakukan analisa,agar penomena yang terjadi dapat dijelaskan.

4.1 HasilData yang diperoleh dari hasil pengolahan data dari eksperimen ini adalah

1. Persentase perbandingan jumlah panas yang diserap oleh air dari energibahan-bakar vs laju massa air, q/Ebb vs ma, Gambar 3.

2. Persentase efektivitas alat penukar panas vs laju massa air, Є vs ma,Gambar 4.

3. Koefisien perpindahan panas menyeluruh berbasis luas permukaanperpindahan panas bagian dalam vs laju massa air, Ui vs ma, Gambar 5.

4. Jumlah satuan perpindahan panas (number of heat-transfer unit-NTU) vslaju massa air, NTU vs ma, Gambar 6.

Page 10: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

58

Gambar 3 Persentase perbandingan jumlah panas yang diserap oleh air darienergi bahan-bakar (q/Ebb) vs laju massa air (ma)

Gambar 4 Persentase efektivitas alat penukar panas (Є) vs laju massa air (ma)

Gambar 5 Koefisien perpindahan panas menyeluruh berbasis luas permukaanperpindahan panas bagian dalam (Ui) vs laju massa air (ma).

Gambar 6 Jumlah satuan perpindahan panas (NTU) vs laju massa air (ma)

Page 11: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

59

4.2 PembahasanPersentase permanfaatan energi panas dari sumber panas, yaitu gas buang,

dapat dilihat pada Gambar 4.1 untuk laju gas asap sekitar 32,56 kg/jam, energiyang dapat dimanfaatkan cenderung menurun dengan bertambahnya laju aliranair. Hal ini disebabkan menurunnya koefisien perpindahan panasmenyeluruhnya, dapat dilihat pada Gambar 4.3. Sedangkan untuk laju gas asapyang semakin tinggi energi yang dapat dimanfaatkan akan semakin tinggi pula,yaitu berkisar 3,84% s/d 31,28%. Kecenderungan ini disebabkan oleh pengaruhdari koefisien perpindahan panas menyeluruh dan beda temperatur rata-ratalogaritmik yang semakin tinggi. Dari Gambar 4.1 tersebut dapat terlihat bahwakondisi pemanfaatan energi yang baik adalah pada sekitar laju aliran gas dan airtinggi.

Dari Gambar 4.2 dapat dijelaskan bahwa efektivitas dari alat penukar kalorakan semakin tinggi bila laju aliran gas buang dan air semakin tinggi. Hal inidisebabkan oleh semakin besarnya peningkatan harga koefisien perpindahanpanas menyeluruh yang berdampak pula semakin besarnya peningkatan energiyang termanfaatkan, seperti terlihat pada Gambar 4.3 dan Gambar 4.1. Dengandemikian kondisi yang baik untuk mendapatkan efektivitas alat tersebut adalahpada laju aliran gas buang yang besar yaitu pada sekitar 53 kg/jam dan lajualiran air pada sekitar 400 kg/jam.

Disamping kedua parameter diatas, koefisien perpindahan panasmemnyeluruh adalah yang mempengaruhi laju perpindahan panas pada alatpenukar panas. Pada Gambar 4.3 dapt dilihat bahwa besarnya parameter inicukup buruk pada laju aliran gas buang sekitar 32,56 kg/jam dimana besarnyacenderung menurun dengan semakin besarnya laju aliran air. Sedangkan untuklaju aliran gas buang pada 36,77 kg/jam s/d 53,04 kg/jam besar parametertersebut cenderung semakin tinggi bila laju aliran gas buang dan air semakintinggi. Berkaitan dengan kedua parameter diatas, kondisi yang baik untukmendapatkan harga parameter ini adalah pada laju aliran gas buang sekitar 53kg/jam dan laju aliran air 400 kg /jam.

Parameter yang dianggap penting lainnya adalah jumlah satuanperpindahan panas (NTU), parameter ini merupakan hal yang akanmempengaruhi besarnya harga efektivitas alat penukar panas. Semakin besarharganya menunjukkan semakin besar kemampuan termodinamika dari alatpenukar panas tersebut. Pada Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa, nilainya cukupburuk untuk laju aliran gas sekitar 32,56 kg/jam, dimana semakin besar lajualiran air nilainya semakin menurun. Sedangkan untuk laju aliran gas asap yangsemakin besar, yaitu diantara 36,77 kg/jam s/d 53,04 kg/jam nilai NTU tersebutcenderung semakin tinggi pada laju aliran air yang juga semakin besar. Dariuraian diatas dapat kita peroleh kondisi yang baik untuk mendapatkan hargaNTU yang besar yaitu pada laju aliran gas buang sekitar 53 km/jam dan lajualiran air sekitar 400 kg/jam.

Page 12: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

60

5. KESIMPULANBerdasarkan data dari grafiknya dapatlah diambil kesimpulan sebagai

berikut :a. Jumlah energi yang dapat dimanfaatkan, efektivitas dan koefisien

perpindahan panas menyeluruh alat penukar panas terlihat cukup baik padaoperasi motor dengan putaran 1500 rpm s/d 2200 rpm atau pada laju alirangas buang 36,77 kg/jam s/d 53,04 kg/jam.

b. Jumlah energi yang dapat dimanfaatkan akan mencapai maksimal padaputaran mesin yang lebih tinggi yaitu 2200 rpm atau pada laju aliran gasasap 53,04 kg/jam dan dengan laju aliran air sekitar 400 kg/jam.

c. Perbandingan antara jumlah energi yang dapat dimanfaatkan dan jumlahenergi bahan bakar pada putaran 1500 rpm s/d 2200 rpm adalah berkisar17% s/d 32% atau hal itu terjadi pada laju aliran gas buang berkisar 36,77kg/jam s/d 53,04 kg/jam dan laju aliran air 198,8 kg/jam s/d 397,6 kg /jam.

d. Efektivitas alat penukar panas yang dipergunakan menunjukkan nilai yangcukup tinggi yaitu berkisar 60% s/d 67%.

e. Koefisien perpindahan panas menyeluruh dari alat penukar panas diperolehdengan besar berkisar 382 KJ/m2 jam˚C s/d 609 KJ/m2 jam˚C atau 106 W/m2˚C s/d 169 W/ m2˚C

DAFTAR PUSTAKAFrass, Arthur P., 1989, Heat Exchanger Design, 2nd, John Wiley & Sons, New

York.Holman, J. P., 1984, Perpindahan Kalor, 5th, Erlangga, Jakarta.Kreith, Frank, 1985, Prinsip-prinsip Perpindahan Panas, Edisi 3th, Erlangga,

JakartaLudwig, Ernest E., 1965, Applied Process Design for Chemical and

PetrochemicalPlants, Volume III, 2nd Edition, Gulf Publ.Co.

V. L. Maleev, 1945, Internal-Combustion Engines, 2ed, Mc GRAM-HILL,California.

Wiranto Arismunandar, 1988, Motor Bakar Torak, Edisi 4th , ITB, Bandung.

Page 13: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

61

PENGARUH SISTEM PENANGANAN TRANSPORTASIYANG BERKELANJUTAN TERHADAP LINGKUNGAN DI

PERKOTAAN (Studi Literatur)*) Tiurma Elita Saragi ST.MT, Email : [email protected]

Dosen Tetap Fakultas Teknik Prodi Sipil UHN - Medan

ABSTRACTThe growth of population has led to an increase in human activities and transportation

requirement. As number of motor vehicle traffic increased, the traffic stagnation and airpollution or noise became more problematic. To prevent the decline in environmental qualityand remaining to support and reasonable transportation system needed to be developed is asustainable transportation system. The objective of this research would be to identify the recenturban transportation system in this case the sustainability on urban area.

To know the description of transportation system concept application in urban area, theresearch has been conducted on aspects related to standard or parameters of sustainabletransportation including the growth of motor vehicle and the fuel consumption. The result ofresearch indicated that the sustainable transportation system was unapplied in urban areascompletely.

To apply this system there should be an integrated attempt, including urban layout,traffic regulation, utilization of alternative energy for motor vehicles, mass rapid application andso on.

Keywords : Identify, Transportation, Sustainibility, Urban, Area.

PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Transportasi merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi masyarakatdalam melaksanakan segala aktivitas sosial ekonominya. Pertambahanpenduduk dan luas kota menyebabkan jumlah lalu lintas juga meningkat.Sedangkan sistem lalu lintas mendekati jenuh, sehingga bertambahnya jumlahlalu lintas berpengaruh besar terhadap kemacetan lalu lintas, yang berarti pulabertambahnya waktu dan biaya perjalanan didalam sistem lalu lintas tersebut.

Peningkatan jumlah penduduk, penyebaran daerah pemukiman dankegiatan ekonomi telah turut serta mendukung pertambahan jumlah dan jenissarana angkutan didalam kota dikarenakan perjalanan interzona semakinbertambah banyak baik jumlah dan jarak perjalanannya, sedangkan sistemtransportasi yang ada tidak mencerminkan keberlanjutan.Pengaruh transportasi yang berdampak negatif ini dapat berupa beban langsungmaupun tidak langsung bagi masyarakat yang antara lain (Sutomo, 1993):

1. Gangguan kesehatan2. Penurunan kualitas lingkungan3. Biaya ekstra untuk penanganan masalah lingkungan4. Penggunaan energi yang tidak efisien

Sistem transportasi yang berkelanjutan sangat erat keterkaitannyadengan jenis kendaraan yang beroperasi . Selain itu transportasi berkelanjutan

Page 14: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

62

merupakan bagian terpenting dari suatu pembangunan berkelanjutan sebabtransportasi adalah faktor pendukung utama bagi pembangunan suatu kota. Olehkarena itu kebijakan yang diterapkan dalam mengelola perkembangan sistemtransportasi menjadi bagian terpenting dalam konteks pembangunan kotaberkelanjutan (Ade Sjafruddin, 2000).

Ada 5 (lima) unsur pokok transportasi, yang saling terkait danmendukung satu sama lain yaitu:

a) Manusia, yang membutuhkan transportasib) Barang, yang diperlukan manusiac) Kendaraan, sebagai sarana transportasid) Jalan, sebagai prasarana transportasie) Organisasi, sebagai pengelola transportasi

Pada dasarnya, kelima unsur diatas saling terkait untuk terlaksananyatransportasi,

1.2 Moda TransportasiAda banyak jenis kendaraan yang bisa digunakan sebagai alat

transportasi dan masing-masing dapat digolongkan berdasarkan jenis modatransportasi. Adapun moda transportasi dibagi atas 3 (tiga) jenis yaitu

a.Transportasi darat: kendaraan bermotor, kereta api, gerobak yang ditarikoleh hewan (kuda, sapi, kerbau) atau manusia.

b. Transportasi air (sungai, danau, laut): kapal, tongkang, perahu, rakit.c.Transportasi udara: pesawat terbang..1

1.3 Fungsi dan Manfaat Transportasia) Fungsi Transportasi (Regional dan Lokal)

Transportasi perlu untuk mengatasi kesenjangan jarak dan komunikasiantara tempat asal dan tempat tujuan. Untuk itu dikembangkan sistemtransportasi dan komunikasi, dalam wujud sarana (kendaraan) danprasarana (jalan).

b) Manfaat TransportasiTransportasi mempunyai banyak manfaat dalam kehidupan manusia.Manfaat tersebut adalah manfaat sosial, ekonomi, politik dan fisik.

2. Sistem Transportasi yang BerkelanjutanIstilah berkelanjutan sangat berhubungan dengan timbulnya istilahpembangunan berkelanjutan yang diperkenalkan pada tahun 1980, dandipopulerkan oleh laporan pada tahun 1987 dari World Comission onEnvironment and Development (UNCED).

Page 15: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

63

Sampai saat ini tidak ada defenisi universal dari keberlanjutan(sustainable), transportasi berkelanjutan (sustainable transportation) danpembangunan berkelanjutan (sustainable development).

Beberapa defenisi diantaranya adalah:1. Transportasi berkelanjutan yaitu menggabungkan pertimbangan

ekonomi, teknis dan berwawasan lingkungan dan merupakan wujudawal dari keprihatinan akan interaksi antara transportasi dan lingkungan.

2. Sistem transportasi yang berkelanjutan yaitu sistem transportasi yangdapat menekan dampak negatif yang ditimbulkan akibat pelayanantransportasi terhadap kualitas udara perkotaan maupun global.

Secara lebih spesifik untuk sektor transportasi (The Center for SuistainableTransportation, 1997) yang berpusat di Kanada merumuskan suatu defenisi

bahwa transportasi berkelanjutan ada lah suatu sistem yang:

1. Memungkinkan suatu akses yang sangat mendasar bagi individu danmasyarakat untuk dipenuhi dengan selamat dan dengan cara yangkonsisten dengan kesehatan manusia dan ekosistem dan dengankesetaraan didalam dan diantara generasi.

2. Terjangkau beroperasi secara efisiensi, memberikan pilihan-pilihanmoda transportasi dan mendukung perkembangan ekonomi.

3. Membatasi emisi dan limbah dan kemampuan bumi untuk menyerapnya,meminimasi konsumsi penggunaan lahan serta produksi kebisingan.

2.1 Indikator KeberlanjutanNewman dan Kenworhty 1999, mengidentifikasi indikator-indikator

keberlanjutan bagi pembangunan kota-kota dengan mengacu yang disarankanoleh Bank Dunia dan mengelompokkannya kedalam 5 (lima) kategori yaitu:

1. Energi dan kualitas udara2. Air, mineral dan limbah3. Lahan, ruang hijau dan keragaman hayati4. Transportasi5. Fasilitas kebutuhan hidup manusia dan kesehatan

Indikator yang secara langsung memberikan implikasi terhadap isukeberlanjutan transportasi diantaranya meliputi:

1. Yang berkaitan dengan energi dan kualitas udara:a. Pengurangan total energi perkapitab. Peningkatan proposi bahan bakar alternatif (gas alam) dan bahan bakar

terbarukan (angin, sinar matahari dan bahan bakar organik)c. Pengurangan jumlah total polusi udara perkapita

Page 16: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

64

d. Pengurangan gas efek rumah kacae. Pencapaian hari dengan kualitas udara tidak melebihi standar kesehatanf. Pengurangan jumlah kendaraan rata-rata dan konsumsi bahan bakar rata-

rata dari kendaraan baru.g. Pengurangan jumlah kendaraan yang tidak memenuhi standar emisi

2. Yang berkaitan dengan lahan, ruang hijau dan keragaman hayatia. Peningkatan ruang hijau, terutama di sekitar daerah sabuk hijau kotab. Peningkatan jumlah lokasi yang secara khusus berorientasi terhadap

angkutan umumc. Peningkatan kepadatan populasi dan lapangan kerja di lokasi yang

berorientasi angkutan umum3. Yang berkaitan dengan transportasia. Pengurangan penggunaan mobil pribadib. Peningkatan angkutan umum, berjalan, bersepeda dan carpoolingc. Pengurangan komuter rata-rata dari dan ke tempat kerjad. Peningkatan kecepatan angkutan umum relatif terhadap mobil pribadie. Peningkatan kilometer pelayanan angkutan umum relatif terhadap

penyediaan jalanf. Peningkatan tingkat pengembalian biaya angkutan umum dari tarif

2.2 Peranan Transportasi Dalam Pengembangan KotaStrategi pengembangan suatu bagian wilayah kota dengan mengadopsi

secara langsung konsep pusat pertumbuhan hampir selalu didapatkan padadokumen-dokumen perencanaan kota di Indonesia, baik itu RUTR kota RTDRsuatu bagian wilayah kota serta dokumen lainnya.

J. Michael Thompson mengistilahkan pendekatan tersebut sebagai lowcost strategy (gambar 2.1), yaitu peningkatan aksesbilitas kawasan perkotaandengan titik berat pada pengembangan jalan raya yang relatif murah dan mudahdibandingkan dengan pengembangan jalan baja atau rel.

Gambar 2.1 Low-cost StrategySumber: Jurnal Bayu Arie Wibawa (1996)

Page 17: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

65

Strategi pengembangan transportasi di beberapa kota diluar negeri justrumemperlihatkan strategi yang berimbang terhadap berbagai jenis modaangkutan umum, khususnya pengembangan angkutan jalan baja atau rel(gambar 2.2 )

Gambar 2.2 Traffic-limitation StrategySumber: Jurnal Bayu Arie Wibawa (1996)

2.2.1 Transportasi Di Dalam Lingkungan PerkotaanSektor transportasi merupakan salah satu sektor yang sangat berperan

dalam pembangunan ekonomi yang menyeluruh. Namun demikian sektor inidikenal pula sebagai salah satu sektor yang dapat memberikan dampak terhadaplingkungan dalam cakupan spasial dan temporal yang besar.

Dengan semakin berkembangnya perkotaan itu sendiri dalam wilayahspasial (ruang) dasn aktivitas ekonominya, akan semakin besar pula bebanpencemaran. Dampak ini akan semakin terasa di daerah-daerah pusat kegiatankota.

Transportasi yang berwawasan lingkungan perlu memikirkanimplikasi/dampak terhadap lingkungan yang mungkin timbul, terutamapencemaran udara kebisingan. Ada tiga aspek utama yang khususnyaperencanaan udara dan kebisingan, dan penggunaan energi di daerah perkotaan(Moestikahadi 2000), yaitu:

a. Aspek perencanaan transportasi (barang dan manusia)b. Aspek reyakasa transportasi, meliputi pola aliran moda transportasi,

sarana jalan, sistem lalu lintas, dan factor transportasi lainnya.c. Aspek teknik mesin dan sumber energi (bahan bakar) alat transportasi.

Sistem transportasi di perkotaan adalah faktor utama yang menentukanpola ruang (spasial pattern), derajat kesemrawutan dan tingkat pertumbuhan

Page 18: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

66

ekonomi dari suatu daerah perkotaan. Ada tiga jenis utama transportasi yangdigunakan orang di perkotaan (Miller 1985):

a. Angkutan pribadi (individual transit), seperti mobil pribadi, sepedamotor, sepeda atau berjalan kaki.

b. Angkutan masal (mass transit), seperti kereta api, opelet dan sebagainya.c. Angkutan sewaan (para transit), seperti mobil sewaan, taksi yang

menjalani rute tetap atau disewa untuk sekali jalan dan sebagainya.

2.2.2 Pola Perjalanan Di Daerah PerkotaanKebanyakan orang memerlukan perjalanan untuk mencapai tempat-

tempat tujuan bekerja, bersekolah atau ke tempat-tempat pelayanan, mengambilbagian dalam berbagai kegiatan sosial dan bersantai diluar rumah, serta banyaktujuan yang lain.

2.2.3 Kebijakan TransportasiPola jaringan jalan dapat mempengaruhi perkembangan tata guna lahan.

Jaringan jalan yang direncanakan secara tepat akan merupakan pengatur lalulintas yang baik

2.2.4 Pengaruh Transportasi Terhadap LingkunganTransportasi dalam bentuk lalu lintas kendaraan bermotor di jalan-jalan

di dalam kota dapat menyebabkan terjadinya:1. Kemacetan (traffic congestion)2. Kecelakaan (traffic accident)3. Pencemaran udara (air pollution)4. Kebisingan (traffic noise)

Unsur-unsur utama pencemaran lingkungan yang berasal dari lalu lintaskendaraan bermotor adalah pencemaran udara, kebisingan dan getaran.

Pencemaran udara akibat transportasi terutama terpusat di sekitar daerahperkotaan dan pada prinsipnya disebabkan oleh lalu lintas di perkotaan.

Studi yang telah dilakukan di Indonesia maupun negara lain di duniamenunjukkan bahwa lalu lintas kendaraan bermotor terutama di perkotaanmerupakan sumber pencemaran udara terbesar. Penelitian di kota-kota besar diIndonesia oleh LPM ITB (Soedomo dkk, 2002) melaporkan kontribusi emisiHC, NOx, dan CO dari transportasi masing-masing mencapai sekitar 70-80 %,34-83 %, dan 97-99 % dari total sumber polusi udara.

Page 19: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

67

Tabel 2.1 Distribusi pencemaran udara di lima kota besar di Indonesia

Pencemaranudara

Total tonper kapita

Transportasi%

Pemukiman%

Persampahan%

Industri

JakartaCONoxSoxHidrokarbonDebu

378200.420964.728238.615429.7

7382.0

98.873.426.588.944.1

0.19.6

10.72.2

33.0

1.01.10.27.78.4

0.115.962.61.2

14.6SurabayaCONoxSoxHidrokarbonDebu

54800.05650.0

10100.03100.06225.6

96.833.61.7

71.012.6

0.321.510.67.4

51.2

2.61.70.1

17.28.6

0.343.287.64.4

27.7BandungCONoxSoxHidrokarbonDebu

97300.02800.02092.02270.01121.1

97.456.312.678.527.4

0.111.118.82.2

33.2

2.43.00.7

17.519.4

0.129.668.01.8

20.0SemarangCONoxSoxHidrokarbonDebu

50108.73319.32204.52329.91377.0

98.882.563.587.641.2

0.116.336.24.0

51.2

1.11.20.38.47.6

-----

MedanCONoxSoxHidrokarbonDebu

4381.12925.32030.17365.01373.9

99.876.149.025.333.3

0.223.951.074.766.6

0.00.00.00.00.0

-----

Sumber: Soedomo dkk (2002)

2.2.5 Usaha Mengurangi Tingkat Pencemaran Udara Akibat TransportasiPencemaran udara di perkotaan didominasi oleh transportasi kendaraan

bermotor, sehingga usaha yang lebih efektif dalam mengurangi pencemaranudara di perkotaan adalah dengan memperkecil emisi gas buang dari kendaraanbermotor. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan (Miller 1985), yaitu:

1) Mengembangkan sistem angkutan massal (mass rapid transist system)perkotaan dan menggalakkan pemakaian sepeda.

2) Mengurangi kendaraan bermotorMengurangi kendaraan bermotor di perkotaan dapat dilakukan denganberbagai usaha, seperti:

Page 20: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

68

a. Menyediakan jalur khusus untuk kendaraan umum (bis, taksi) dan sepedakhususnya pada jam-jam sibuk/padat lalu lintas.

b. Menghapuskan atau mengurangi biaya tol jalan atau jembatan untuk kendaraandengan tiga atau empat penumpang

c. Mengenakan pajak untuk tempat-tempat parkir kendaraand. Melarang kendaraan bermotor pada beberapa jalan atau pada daerah tertentu.

3) Mengubah mesin kendaraan bermotorUsaha mengubah mesin kendaraan bermotor agar gas buang yang dihasilkan lebihsedikit mencemari udara (kurang polutif)

4) Menggunakan bahan bakar alternatif (al. gas) yang ramah lingkunganTabel dibawah ini menunjukkan jenis bahan bakar dengan unsur gas yangterkandung didalamnya.

Tabel 2.2 Jenis Bahan Bakar dengan unsur gas yang terkandung

Jenis Unsur Gas Solar/Diesel Bensin

CO 11 % 89 %

HC 27 % 73 %

Nox 39 % 61 %

SO2 85 % 15 %

Pb - 100 %

C 67 % 33 %

CO2 47 % 53 %Sumber: Marsangkap Hutabarat 1997

Tabel 2.3 Pengaruh Zat Pencemar Udara

ZatPencemar

Sumber / Asal / Proses Pengaruh yang ditimbulkan

COPembakaran BBM yang tidakSempurna

Bereaksi dengan Hb darah membentukCO-Hb

SO2Pengecoran Pb dari accu bekas,

pembakaran BBM.

Iritasi pada selaput lendir, dapat merusakbangunan, korosi mematikan tanaman.

H2S Pabrik kulit, pabrik gula.Bau busuk, konjungtivitis, pusing.

PbPengecoran timbal, gas buangankendaraan.

Mengganggu proses pembentukan seldarah merah dan produksi Hb

NH3 Pabrik kulit, Industri kimiaIritasi pada selaput lendir, mata dan organpernafasan.

Debuberserat

Pabrik kapas, pabrik asbes Pneukoniosis, pengaruh Pleural

Sumber: Paiter, 1974

Page 21: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

69

2.3 Penerapan KonsepAda beberapa negara yang perlu dijadikan contoh dan perbandingan

dalam upaya penerapan sistem transportasi berkelanjutan ini, khususnya dalampengembangan angkutan massal sebagai solusi bagi permasalahantransportasinya.

Perencanaan pelayanan transportasi diatur dengan jaringan Mass RapidTransit (MRT) yang mulai beroperasi tahun 1987, melayani jalur-jalur sibuk.Light Rail Transit (LRT) melayani sebagai feeder kejaringan MRT. Tahappertama sudah beroperasi sepanjang 8 kilometer dengan 13 stasiun dari daerahpemukiman Bukit Panjang. Bus melayani dengan nyaman pada jalur-jalur yangkurang sibuk dan sebagai pelengkap untuk jaringan MRT dan LRT yaituberjumlah 11400 buah.

Gambar 2.3 MRT (Mass Rapid Transit)Sumber: www.khi.co.jp/sharyo/pro_final/train/mrt.jpg (2006)

Gambar 2.4 LRT (Light Railway Transportation)Sumber: www.khi.co.jp/sharyo/pro_final/train/mrt.jpg (2006)

Page 22: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

70

3. Analisis data dan pembahasan3.1 Sumber Pencemar Udara

Pembangunan dan pengoperasian setiap fasilitas atau transportasi pastimempengaruhi lingkungan. Sebagai akibatnya, masalah tersebut menjadi suatupusat perhatian dan pertentangan yang utama. Beberapa di antara masalah-masalah seperti misalnya polusi atau habisnya sumber daya harus dianggapsebagai masalah internasional.

3.1.1 Kualitas Bahan Bakar Minyak (BBM)Ketersediaan bensin tanpa timbal (unlead gasoline) dan minyak solar

dengan kandungan belerang rendah merupakan faktor kunci dalam penurunanemisi kendaraan, karena bahan bakar jenis tersebut merupakan prasyarat bagipenggunaan teknologi kendaraan yang mutakhir yang mampu mengurangi emisikendaraan secara signifikan. Spesifikasi bahan bakar yang tersedia di Indonesiamengikuti spesifikasi bahan bakar yang berlaku sampai saat ini sesuai denganSurat Keputusan (SK) Direktur Jenderal (Dirjen) Minyak dan Gas (Migas) No.108 K/72/DDJM/1997 yang memperbolehkan kandungan timbal hingga 0.30gram/liter serta tekanan uap (Reid Vapour Pressure) 62 kPa pada suhu 37,8 °Cuuntuk bahan bakar bensin. SK Dirjen Migas No. 113 K/72/DJM/1999 jugamemperbolehkan kandungan belerang hingga 5000 ppm dan angka setanaminimum 48 pada bahan bakar solar. Dengan kualitas bahan bakar sesuaidengan spesifikasi tersebut sulit untuk mewajibkan produsen kendaraanbermotor memasang peralatan pereduksi emisi (katalis) pada kendaraan.Walaupun bensin tanpa timbal telah tersedia di beberapa wilayah di Indonesia,namun ketidaktersediaan bensin tanpa timbal dihampir seluruh wilayahIndonesia belum dapat mendukung penerapan teknologi tersebut. Alternatifbahan bakar yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan BBM adalahbiodiesel dan bahan bakar gas.

3.1.2 Emisi Kendaraan BermotorKendaraan bermotor merupakan salah satu sumber pencemaran udara

yang penting di daerah perkotaan. Kondisi emisi kendaraan bermotor sangatdipengaruhi oleh kandungan bahan bakar dan kondisi pembakaran dalam mesin.Pada pembakaran sempurna, emisi paling signifikan yang dihasilkan darikendaraan bermotor berdasarkan massa adalah gas karbon dioksida (CO2) danuap air, namun kondisi ini jarang terjadi. Hampir semua bahan bakarmengandung polutan dengan kemungkinan pengecualian bahan bakar sel(hidrogen) dan hidrokarbon ringan seperti metana (CH4). Polutan yangdihasilkan kendaraan bermotor yang menggunakan BBM antara lain CO, HC,SO2, NO2, dan partikulat. Tingginya emisi kendaraan bermotor disebabkanoleh beberapa faktor diantaranya adalah:a. Sistem kontrol emisi kendaraan bermotor tidak diterapkan.

Page 23: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

71

b. Pelaksanaan Pengujian Kendaraan Bermotor (PKB) berkala untukkendaraan umum tidak berjalan efektif.

c. Pemeriksaan emisi kendaraan di jalan sebagai bagian dari penegakanhukum (terkait dengan pemenuhan persyaratan kelaikan jalan) belumditerapkan.

d. Kendaraan bermotor tidak diperlengkapi dengan teknologi pereduksi emisiseperti katalis karena tidak tersedianya bahan bakar yang sesuai untukpenggunaan katalis tersebut.

e. Kualitas BBM yang rendah.f. Penggunaan kendaraan berteknologi rendah emisi yang menggunakan

bahan bakar alternatif masih belum memadai.g. Pemahaman tentang manfaat perawatan kendaraan secara berkala yang

dapat menurunkan emisi dan menigkatkan efisiensi penggunaan bahanbakar masih kurang.

h. Disinsentif terhadap kendaraan-kendaraan yang termasuk dalam kategoripenghasil emisi terbesar belum diperkenalkan.

3.1.3 Sistem Transportasi dan Manajemen Lalu LintasSistem manajemen transportasi dan tata ruang perkotaan mempengaruhi

pola pergerakan manusia dan kendaraan di suatu kota yang pada akhirnyamempengaruhi kualitas udara. Pengendalian pencemaran udara melaluipeningkatan sistem transportasi terfokus pada dua aspek, yaitu penguranganvolume kendaraan dan pengurangan volume kepadatan lalu lintas. Makinbanyak volume kendaraan yang beroperasi di jalan makin banyak jumlah emisigas buang total. Di negara-negara maju, walaupun catalytic converter telahdapat mengurangi emisi gas buang per kendaraan per kilometer tempuh, jikajumlah kendaraan semakin banyak dan jarak kilometer semakin bertambahmaka jumlah emisi total tetap meningkat. Artinya sistem transportasimemegang peranan penting dalam pengendalian pencemaran udara perkotaan.

Jumlah kendaraan bermotor menunjukkan tingkat yang relatif tinggi.Data selengkapnya adalah sebagai berikut (Tabel 3.1)

Tabel 3.1 Perbandingan jumlah kendaraan bermotor di empat kota besar di Indonesia, 1998.

Nama KotaJumlah Kendaraan

BermotorJumlah

PendudukRasio

Kendaraan/Penduduk

DKI Jakarta 3.4 Juta 9.3 Juta 0.37Surabaya 0.8 Juta 2.8 Juta 0.29

Bandung 0.4 Juta 2.4 Juta 0.17

Medan 0.6 Juta 1.9 Juta 0.32

Sumber: Statistik Nasional, 1998

Page 24: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

72

Sebagai contoh kota Medan terus mengalami peningkatan jumlahkendaraan bermotor. Peningkatan yang paling tinggi adalah sepeda motor.Berikut tabel pertumbuhan kendaraan bermotor di kota Medan.

Tabel 3.2 Pertumbuhan Kendaraan bermotor di kota Medan menurut jenisnya

TahunMobil

PenumpangKendaraan

BarangBus

SepedaMotor

JumlahPeningkatan /

%

2000 144.903 86.184 10.822 578.695 820.604 -2001 146.592 88.346 10.879 619.987 865.804 5.22002 149.350 92.931 10.901 675.298 928.480 6.82003 161.298 95.258 11.101 730.953 998.610 7.02004 168.269 100.187 11.124 795.602 1.075.182 7.12005 162.156 109.046 11.367 891.154 1.173.723 8.42006 175.198 116.184 12.619 985.742 1.289.746 9.0

Sumber: DLLAJR Medan, 2007

Tabel 3.3 Baku mutu emisi gas buang kendaraan bermotor

No Parameter Satuan Baku Mutu Emisi Gas Buang

1 CO Mg/l 45 %2 HC Mg/l 12003 Pb Mg/l 0.0264 Getaran Cm/det -

Sumber: Balai Hiperkes dan Keselamatan Kerja Propinsi Sumut

3.2 Menuju Sistem Transportasi Perkotaan yang Ramah LingkunganDalam mencapai sistem transportasi yang ramah lingkungan dan hemat

energi, beberapa persyaratan spesifikasi dasar prasarana jalan yang digunakanakan sangat menentukan. Permukaan jalan halus misalnya akan mengurangiemisi pencemaran debu akibat gesekan ban dengan jalan. Tabir akustik atautanggul tanah dan jalur hijau sepanjang jalan raya akan mereduksi tingkatakebisingan lingkungan pemukiman yang ada di sekitar dan sepanjang jalan danjuga akan mengurangi emisi pencemar udara keluar batas jalan kecepatantinggi. Dalam mencapai sistem transportasi darat tersebut ada beberapa hal yangperlu dijalankan. Pertama, rekayasa lalu lintas. Kedua, pengendalian padasumber (mesin kendaraan). Ketiga, energi transportasi. Besarnya intensitasemisi yang dikeluarkan kendaraan bermotor selain ditentukan oleh jenis dankarakter mesin juga sangat ditentukan oleh jenis BBM yang digunakan

3.3 Strategi Dan Kebijakan Transportasi Yang BerkelanjutanDari gambaran identifikasi keberlanjutan transportasi di kota Medan

terlihat beberapa hal yang mengancam keberlanjutan pelayanan tranportasi dikota Medan. Oleh karena itu ada beberapa kebijaksanaan yang harus diterapkanoleh pemerintah kota bekerja sama dengan masyarakat antara lain:

Page 25: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

73

3.3.1 Angkutan MassalAngkutan massal adalah salah satu alternatif kebijakan yang harus segera

dilakukan untuk mengatasi permasalahan tranportasi perkotaan. Angkutan massal yangdinilai sangat sesuai adalah angkutan jenis bus karena disamping dana yang dibutuhkanlebih sedikit daripada membangun jaringan kereta api yang baru, waktu yangdibutuhkan untuk memulai pengoperasian lebih cepat, lingkungan fasilitaspengoperasian seperti jalan, terminal dan bus angkutan mendukung untukpelaksanaannya segera. Pengurangan pengoperasian bus kecil diremajakan menjadisatu buah bus besar (Tamin, 2000). Untuk perencanaan pengoperasian angkutan massalini di kota Medan dapat dilakukan penelitian lebih lanjut tentang data-data dan alat-alatyang diperlukan.

3.3.2 Pemakaian Bahan Bakar Ramah LingkunganBahan bakar yang berbasis fosil yang digunakan dalam transportasi umumnya

tidaklah ramah lingkungan, tetapi bahan bakar inilah yang sangat banyak dipakai olehmasyarakat pada umumnya. Oleh karena itu harus sudah mulai dicari bahan bakaralternatif untuk mengurangi dampak yang ditimbulkan oleh bahan bakar tersebut.Bahan bakar alternatif yang dapat digunakan antara lain adalah bahan bakar gas sebabpotensi dan produksi bahan bakar gas masih sangat cukup bahkan sampai diekspor kemancanegara. Dengan bahan bakar gas emisi gas buang dapat dikurangi sebab kurangmengandung bahan-bahan yang bersifat polutan dan batas emisi gas buangnya masihdibawah ambang, selain itu harga bahan bakar ini lebih murah 40% daripada hargabahan bakar minyak dan mesin kendaraan bermotor lebih awet karena tidak terjadipengendapan sisa BBM.

3.3.3 Penyediaan Ruang Terbuka Hijau (RTH)Untuk jalur hijau jalan RTH dapat disediakan dengan penempatan tanaman

antara 20-30% dari ruang milik jalan (rumija) sesuai dengan khas jalan. Untukmenentukan pemilihan jenis tanaman perlu diperhatikan 2 (dua) hal yaitu fungsitanaman dan persyaratan penempatannya. Tanaman juga bisa ditanam di median jalandan pulau jalan yang terbentuk oleh geometris jalan seperti pada persimpangan ataubundaran jalan. Tanaman tersebut memiliki kegunaan untuk menyerap polusi udara.

Gambar 3.1 Contoh tata letak jalur hijau jalanSumber: http://www.penataanruang.net/taru/upload/nspk/pedoman/RTH/7. (2006)

Page 26: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

74

Gambar 3.2 Jalur tanaman tepi peneduhSumber: http://www.penataanruang.net/taru/upload/nspk/pedoman/RTH/7. (2006)

Gambar 3.3 Jalur tanaman tepi penyerap polusi udaraSumber: http://www.penataanruang.net/taru/upload/nspk/pedoman/RTH/7. (2006)

Pada pembangunan sektor jalan harus dengan berlandaskan lingkungandimana pembanngunan tersebut tidak boleh memberi dampak seperti penurunanmuka air tanah, banjir dll. Pembangunan jalur hijau sepanjang jalan raya sangatpenting karna dapat mereduksi tingkat kebisingan lingkungan pemukiman danakan mengurangi emisi pencemar udara.

3.3.4 Penggunaan Kendaraan Tak BermotorSepeda dan becak, dalam hal ini adalah becak tanpa bahan bakar minyak

sangat sesuai untuk angkutan jarak dekat.. Transportasi ini merupakan bagiandari transportasi yang ada di perkotaan. Fasilitas pengguna transportasi inicukup efektif bila ditinjau dari segi biaya dan dari segi lingkungan sangat

Page 27: PEMANFAATAN GAS BUANG MOTOR BENSIN SEBAGAI … FAKULTAS...khusus pada mesin-mesin pembangkit utama yang memakai bahan bakar tersebut ... seperti PLTU, industri kimia, ... (counter

75

mendukung program pengurangan emisi gas buang. Sedangkan berjalan kakimerupakan perekat bagi sistem transportasi.

4. KESIMPULANSumber terbesar pencemaran udara di perkotaan adalah dari sektor

transportasi seperti kualitas bahan bakar minyak (BBM), emisi kendaraanbermotor, sistem transportasi dan manajemen lalu lintas serta pertumbuhankendaraan bermotor yang sangat tinggi.

DAFTAR PUSTAKAAK, Eryus, (2001), Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Jenis dan

Dampaknya Terhadap Lingkungan Hidup, Jurnal ManagementTransport Sekolah Tinggi Manajemen Transportasi Trisakti, Jakarta.

Arie wibawa, Bayu, (1996), Tata Guna Lahan dan Transportasi dalamPembangunan Berkelanjutan di Jakarta, Tugas Mata Kuliah Manusiadan Lingkungan, Program Pasca Sarjana Magister Teknik ArsitekturUniversitas Diponegoro, Jakarta.

Miller, G.T. (1985). “Living in The Environment: An Introduction toEnvironmental Science, 4th Ed., Wadsworth Publishing Company Inc.,Belmot, California.

Moestikahadi, S. (2000). “Pencemaran Udara”, Penerbit ITB, Bandung.Poernomosidhi, S. (1995). “Review on Road Environment Condition and

Research on Traffic Noise and Air Pollution in Indonesia”, Paper for theTechnical Visit to Public Work Research Institute, Tsukuba, Japan, 25th

Sept.-6th Oct. 1995.Sembiring, Kumpul Ir.,M.Eng, (2002), Pemanfaatan Sumber Daya Lokal

Mendukung Pembangunan Daerah dibutuhkan Sistem TransportasiBerkelanjutan, Seminar Nasional FMIPA/UNIMED, Medan.

Sjafruddin, Ade, Ir., Msc, PhD, (2000), Tantangan Menuju Sistem TransportasiBerkelanjutan, Seminar Nasional Tantangan Transportasi PerkotaanMenghadapi Millenium III, Medan.

Sjafruddin, Ade, Ir., Msc, PhD. Dan Tumewu, willy, Ir., Msc. (2000),Kebijakan Angkutan Perkotaan, Masalah dan ProspekPenanggulangannya, Seminar Nasional, Tantangan Transportasiperkotaaan Menghadapi Millenium III, Medan.

Sukarto, Haryono. (2006), Transportasi Perkotaan dan Lingkungan. JurnalTeknik Sipil Vol. 3, No. 2, Universitas Pelita Harapan, Jakarta.

Sutomo, Heru, Ir., Dr., Msc. (1998), Transportasi Berkelanjutan sebagaiTinjauan Awal, Simposium I Forum Studi Transportasi PerguruanTinggi, Aula Timur ITB, Bandung.