Sampah plastik yang tidak terurai ternyata bisa digunakan untuk memperkuat struktur tanah hingga 400%. Cocok untuk jalan raya di tanah lunak. Hasil penelitian doktor di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta membuktikan hal itu.
Mengais sampah pernah dilakukan Agus Setya Muntohar, doktor lulusan National Taiwan University of Science and Technology. Sekitar enam tahun silam, staf pengajar Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta itu mengorek-ngorek sampah plastik di tempat pembuangan akhir sampah (TPAS) Piyungan, Bantul. Kalau pemulung mengoleksi sampah untuk dijual, Agus mengumpulkan sampah plastik untuk kepentingan riset dan konstruksi. "Penelitian dilatarbelakangi peristiwa longsor sampah di TPAS Leuwigajah, Bandung, pada awal 2005," kata Agus.
Bencana mengerikan itu terjadi pada 21 Februari 2005 dini hari. TPAS Leuwigajah longsor dan mengubur 143 orang. Sekitar 137 rumah di Desa Batujajar Timur, Kecamatan Batujajar, Kabupaten Bandung, dan dua rumah di Desa Leuwigajah, Cimahi, Provinsi Jawa Barat, juga tertimbun longsoran sampah dengan ketinggian mencapai 30 meter.
Longsor di Leuwigajah disinyalir karena menumpuknya sampah plastik, yang merupakan bahan tidak terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai (non-biodegradable). Menurut Agus, daur ulang sampah menjadi produk dengan kualitas rendah tidak mengurangi gunungan sampah plastik di TPAS. Sebab, produk baru dari bahan plastik terus membanjiri pasaran. "Jadi perlu pemanfaatan lain, misalnya untuk bidang konstruksi," kata Agus. Salah satunya, untuk bahan campuran struktur timbunan (embankment) jalan raya.
Dalam pembuatan jalan, biasanya tanah dikeruk sedalam 30 hingga 40 cm untuk meratakan tanah. "Ini menyebabkan jalan bergelombang. Dan jika musim kering, tanah tersebut akan retak, sedangkan di musim hujan tanah akan mengembang dan lunak," ungkap Agus.
Jenis tanah seperti itu banyak ditemukan di Yogyakarta. Antara lain, tanah di sepanjang Jalan Wates hingga Purworejo. "Bila kondisi tanah tersebut lunak, tanah hasil kerukan bisa dicampur dengan olahan plastik, kapur, dan abu sekam padi. Tanah campuran itu kemudian diratakan lagi di atas tanah yang hendak dijadikan jalan aspal," kata Agus.
Dengan cara itu, pada musim kemarau tanah tidak akan retak, karena memiliki kandungan fiber. Sedangkan pada musim hujan, tanah yang lunak dikeraskan oleh kapur dan abu sekam padi, sehingga tanah tidak amblas. Menurut Agus, struktur timbunan yang relatif ringan (lightweight materials) dapat mengurangi terjadinya penurunan pada permukaan tanah. "Plastik merupakan bahan yang ringan, sehingga memungkinkan untuk digunakan sebagai bahan timbunan," kata Agus.
Berdasarkan hasil beberapa penelitian sebelumnya, diketahui bahwa campuran abu sekam padi dengan kapur atau semen juga merupakan bahan timbunan yang ringan. Banyak kajian di laboratorium telah menunjukkan bahwa penambahan abu sekam padi dan kapur dapat memperbaiki sifat-sifat fisis dan geoteknik tanah, "Namun, kuat geser yang sangat tinggi ini menunjukkan bahwa tanah yang distabilisasi dengan kapur dan abu sekam padi cenderung berperilaku getas (brittle) dan memiliki kuat tarik yang rendah," kata Agus. Keadaan ini kurang memuaskan bila digunakan sebagai bahan konstruksi. "Yang dibutuhkan dalam kontruksi berkekuatan tinggi, tetapi berperilaku ductile (elastis)," kata Agus.
Untuk mengatasinya, bisa dicampur dengan bahan serat-serat sintetis (synthetic fibers) agar bersifat lebih ductile dan meningkatkan kekuatan tarik. Perkuatan tanah dengan menggunakan serat ini didasarkan pada kekuatan geser antara fiber dan partikel-partikel tanah.
Serat sintetis tersebut merupakan bahan yang mempunyai regangan putus lebih tinggi dibandingkan dengan regangan runtuh tanah. Dengan demikian, perkuatan bekerja dari regangan rendah sampai regangan runtuh tanah. Setelah regangan runtuh tanah dilampaui, perkuatan masih mampu memberikan tegangan tarik, sehingga bisa mencegah keruntuhan yang mendadak. Plastik yang tersusun dari bahan-bahan berupa polyprophylene (PP), polyethylene (PE), dan high-density polyethylene (HDPE) mempunyai kekuatan yang cukup sebagai bahan campuran untuk perkuatan tanah.
Sampah plastik jenis polypropylene (PP) dan low density polyethylene (LDPE) bekas karung plastik merupakan serat sintetis yang cocok untuk pengerasan jalan. Serat-serat selebar 2,5 mm dari karung plastik dilepaskan dari anyamannya, kemudian dipotong-potong sepanjang 2 cm. Serat dipilih yang tidak rapuh atau lapuk bila ditarik dengan tangan, sehingga masih mampu memberikan perlawanan tarik. Sedangkan kapur yang digunakan adalah kapur padam (hydrated lime) yang tergolong sebagai calcium hydroxide dan berupa bubuk.
Abu sekam padi diambil dari sisa pembakaran batu bata di daerah Piyungan, Kabupaten Bantul, Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta, dipilih yang berwarna abu-abu (grey colour-ash). "Secara teoretis, abu sekam abu-abu mengandung unsur silika yang baik," kata Agus.
Sampah plastik dibuat dalam ukuran yang lebih kecil seperti ukuran serat karung plastik, dan berfungsi sebagai perkuatan (reinforcement system), yang akan melawan beban tarik pada tanah. Namun karena kuat tarik sampah plastik ini tidak seperti bahan-bahan sintetik khusus untuk keperluan konstruksi seperti geotekstil atau geosintetik lainnya, diperlukan bahan pengikat seperti semen.
Untuk mengurangi ketergantungan pada semen, digunakan campuran kapur dan abu sekam padi. Secara kimiawi, bahan tersebut dapat bereaksi pada lingkungan tertentu dan menghasilkan bahan ikat seperti gel, yang mampu mengeraskan tanah karena proses pozzolanic. "Proses pozzolanic ini akan meningkatkan kekuatan tanah terhadap beban seiring dengan penambahan waktu," Agus menjelaskan. Jadi, mekanismenya adalah perkuatan dan pengerasan (reinforcing and hardening).
Agus mengeksplorasi beberapa bahan campuran, khususnya untuk memperoleh bahan pozzolan yang baik. Pada prinsipnya, bahan-bahan yang mengandung kalsium oksida atau kalsium hidrat dan silika oksida atau aluminium oksida berpotensi sebagai bahan pozzolan. Namun, hasil reaksi atau proses pengerasannya akan berbeda-beda.
Dari hasil kajiannya, Agus menyimpulkan bahwa campuran kapur dan abu sekam padi lebih sesuai untuk tanah-tanah ekspansif, yaitu tanah yang memiliki "kembang-susut" yang tinggi. Sedangkan campuran semen dan abu sekam padi lebih sesuai untuk tanah-tanah berpasir. Abu sekam padi dipakai lantaran kaya kandungan silika hingga mencapai 95%, karena memiliki sifat amorphous yang mengandung mineral tridymite yang sangat baik dalam reaksi pozzolanic.
Sejauh ini, Agus menyimpulkan bahwa kekuatan tanah yang diperbaiki dengan bahan-bahan tersebut meningkat 400%. Nah, hingga kini campuran bahan-bahan tersebut terus dikaji dalam skala laboratorium. "Never ending research," kata Agus.
Menunggu Peran Swasta dan Pemda
Penelitian tentang campuran kapur-abu sekam padi dilakukan Agus Setya Muntohar sejak masih kuliah di Jurusan Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Awalnya dilakukan dalam rangka Lomba Karya Tulis Mahasiswa tingkat Nasional pada 1997. Penelitian itu lantas dikembangkan lagi pada 1999 hingga saat ini.
Sedangkan kajian tentang penggunaan sampah plastik untuk konstruksi mulai dilakukan sejak 2000. Ketika itu, Agus masih melakukannya secara mandiri. Penelitian tersebut berlanjut hingga 2005 dan 2006 dengan dana dari Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, hibah Direktorat Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (DP2M), Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan Nasional. "Penelitian ini memerlukan dana yang sangat besar," katanya.
Karena terbatasnya dana, Agus masih menggunakan alat-alat pengujian analog. "Kesulitannya, dalam pengambilan data memerlukan waktu dan tenaga cukup banyak," katanya.
Agus masih terus berusaha menyempurnakan hasil kajiannya. Ia berharap, ada pihak swasta atau pemerintah daerah yang ikut mendorong agar hasil penelitian bisa memasuki tahap pengujian lapangan (trial-field test). Menurut Agus, hasil penelitiannya bakal dipresentasikan dalam "4th Intenational Conference of Fracture Mechanics" di Kuala Lumpur, Juni nanti. Heru Pamuji dan Syamsul Hidayat (Semarang)
Post Date : 21 April 2010
|
