Home / Artikel / teknologi mekanik / Konstruksi otomotif; Muatan Inovasi di Alat Berat

Konstruksi otomotif; Muatan Inovasi di Alat Berat

Proyek infrastruktur bernilai ratusan triliun rupiah akan dibangun hingga tahun 2025 seiring dengan Masterplan Percepatan dan Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia. Proyek itu mensyaratkan keberadaan alat berat berkapasitas besar, berstandar keamanan tinggi, dan ramah lingkungan.

Jembatan dan jalan yang terbangun akan menarik beragam jenis kendaraan sehingga butuh bangunan bermutu tinggi. Hal itu ditentukan kepiawaian para perancang dan pembangun, serta kelayakan peralatan dan sarana yang digunakan sehingga menuntut serangkaian inovasi.

Perancangan peralatan untuk pekerjaan sipil sebenarnya ada sejak abad I pada era Roma Purba yang dideskripsikan ahli teknik Vitruvius. Ia memperkenalkan crane, tiang tinggi yang ditumpangi palang berputar horizontal untuk memindahkan material berat. Sejak saat itu, inovasi bermunculan melengkapi dan meningkatkan kinerja alat berat.

Pada awalnya, alat berat digerakkan manusia dan binatang, dan kemudian digantikan mesin seiring penemuan mesin uap pada tahun 1880-an. Salah satu kendaraan berat yang muncul adalah perata tanah (grader) yang diproduksi Champion pada tahun 1886. Lalu, tercipta traktor dan ekskavator yang dilengkapi alat pengeruk yang dikenalkan pada tahun 1920-an.

Kemunculan beragam alat berat itu juga ditunjang temuan penting, yaitu ”roda besi berantai” pada tahun 1901 yang digunakan pada tank untuk Perang Dunia I. Pascaperang, alat itu diterapkan pada buldozer dan kendaraan proyek lain untuk medan berat.
Pembuatan jalan

Di antara banyak pekerjaan sipil, pembuatan jalan akan mendominasi. Menurut Sam Wyant dari Manager Global Road Program pada Volvo Construction Equipment, dua dekade mendatang investasi infrastruktur di dunia akan mendekati 30 triliun dollar AS. Dari total alat berat, 18 persen digunakan untuk membangun jalan.

Pembangunan jalan menerapkan banyak inovasi rancang bangun dan rekayasa, serta menghasilkan lebih dari 100 paten teknologi. Tiga tahun mendatang diperkirakan akan ada 65 jenis mesin baru pembuat jalan.

Selain Volvo, beberapa pabrikan perintis alat berat pembangun jalan, seperti Ingersoll Rand, juga mengembangkan pemadat jalan/kompaktor dengan menerapkan kendali traksi otomatis dan desain poros eksentrik yang dipatenkan pada tahun 1985.

Lalu, ABG memunculkan penghampar aspal (paver) tahun 1940. Hingga tahun 2006, pabrikan ini memasukkan sejumlah inovasi pada paver, antara lain sistem hidraulik dan penggiling bergetar, drum penggiling ganda, pengatur operasi otomatis dan smart power mode (SPM), serta sistem ekstraksi asap.

Sistem ekstraksi asap menghilangkan asap dari lingkungan kerja operasi sehingga meningkatkan efisiensi dan daya pandang operator. Alat ini finalis pada kategori komponen mesin pada Bauma Innovation Awards di Jerman belum lama ini.

Paver dilengkapi jug dengan sistem cerdas pengatur daya untuk menghemat bahan bakar. Caranya, putaran mesin disesuaikan kebutuhan daya sehingga penghematannya sebesar 30 persen.

Pada paver generasi terbaru diterapkan pula desain konstruksi untuk mengurangi tingkat kebisingan, sistem ergonomis pada peralatan kerja operator, seperti desain kabin, kursi, dan panel pengendali paver.
Standar emisi

Berbagai jenis bahan bakar fosil digunakan untuk menggerakkan alat atau kendaraan berat. Namun, yang paling banyak digunakan adalah mesin diesel. Mesin ini berpotensi menimbulkan polusi gas karbon dan sulfur. Karena itu, banyak negara di kawasan Amerika Utara dan Eropa menetapkan program nasional mengurangi emisi karbon pada mesin diesel di alat berat. Caranya, mengintegrasikan mesin dan kontrol bahan bakar sebagai satu sistem untuk mendapatkan reduksi emisi terbesar.

Kini, negara-negara di Amerika Utara menetapkan standar emisi terbarunya, yaitu Tier 4, untuk mengurangi emisi gas buang dari mesin kendaraan berat lebih dari 90 persen. Khusus gas sulfur, pengurangan emisinya lebih dari 99 persen.

Bahan bakar diesel dengan campuran sulfur dibatasi maksimum 15 ppm (parts per million). Penetapan ini berkaitan dengan upaya mereduksi dampak gas sulfur bagi kesehatan.

Standar Tier 4 akan diberlakukan di Amerika Utara pada Januari 2014. Tahun ini, di Eropa dan Asia diberlakukan standar emisi Stage III, dan Stage IV akan diberlakukan efektif tahun 2014. Standar emisi baru itu antara lain diterapkan pada ekskavator bermesin 4 silinder generasi baru. Kapasitas mesin diesel yang ditetapkan Tier 41 sebesar 348-700 tenaga kuda.

Penggunaan kendaraan berat berkapasitas besar itu memang berpotensi menimbulkan polusi yang tidak kecil dibandingkan kendaraan penumpang. Efek bahaya pun tak sedikit pada pekerja ataupun masyarakat jika terjadi kesalahan dan kelalaian dalam pengoperasiannya.

Untuk menekan emisi gas buang pencemar lingkungan, pada ”kendaraan proyek” ini diterapkan inovasi teknologi pereduksi gas pencemar, yaitu katalis selective catalytic reduction (SCR) yang dipadukan penyaring partikulat pada mesin diesel (diesel particulate filter/DPF) dan resirkulasi gas buang (exhaust gas recirculation/EGR).

Katalis SCR mengubah nitrogen oksida (NOx) dengan bantuan katalis untuk menghasilkan nitrogen diatom dan air. Katalisnya antara lain titanium oksida, vanadium, molibdenum, tungsten, dan zeolit.

Dengan menambah cairan yang mengandung urea sebagai bahan pereduksi pada sistem katalis itu, akan dihasilkan reaksi kimia yang mengonversikan NOx menjadi nitrogen, CO2, dan uap air. Sistem ini menekan NOx 70-95 persen dan menekan konsumsi bahan bakar hingga 10 persen dibandingkan mesin pada umumnya, dan juga dapat menekan emisi bahan partikel (particulate matter/PM).

Sementara DPF dirancang untuk menghilangkan PM hingga 85 persen. Adapun EGR yang terpasang pada motor bakar diesel berfungsi mereduksi emisi NOx dengan cara meresirkulasi sebagian gas buang masuk kembali ke silinder mesin.

Pada mesin diesel, sebagian gas buang digantikan oksigen sehingga suhu ruang bakar lebih rendah. Proses ini mengurangi pembentukan sejumlah NOx.

Oleh: YUNI IKAWATI
Sumber: Kompas, 13 Agustus 2013

Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.

*

code

x

Check Also

Teknologi Robot Otak; Pikiran yang Menggerakkan

Otak adalah pusat dari seluruh gerak dan refleks individu di dunia. Ketika saraf tulang belakang ...

%d blogger menyukai ini: