Alat Penurun Emisi Gas Buang Pada Motor, Mobil, Motor Tempel dan Mesin Pembakaran Tak Bergerak

Silakan disimak artikel yang berjudul “Alat Penurun Emisi Gas Buang Pada Motor, Mobil, Motor Tempel dan Mesin Pembakaran Tak Bergerak.”

Perkembangan otomotif sebagai  alat transportasi, baik di darat maupun di laut, sangat memudahkan manusia dalam melaksanakan suatu pekerjaan. Selain mempercepat dan mempermudah aktivitas, di sisi lain penggunaan kendaraan bermotor juga menimbulkan dampak yang sangat buruk terhadap lingkungan, terutama gas buang dari hasil pembakaran bahan bakar yang tidak terurai atau terbakar dengan sempurna.


Seperti diketahui bahwa proses pembakaran bahan bakar dari motor bakar menghasilkan gas buang yang secara teoritis mengandung unsur CO, NO2, HC, C, H2, CO2, H2O dan  N2, dimana banyak yang bersifat mencemari lingkungan sekitar dalam bentuk polusi udara. Unsur gas karbon monoksida (CO) yang berpengaruh bagi kesehatan makhluk hidup perlu mendapat kajian khusus, karena unsur karbon monoksida hasil pembakaran bersifat  racun bagi darah manusia pada saat pernafasan, sebagai akibat berkurangnya oksigen pada jaringan darah. Jumlah  CO yang terdapat di dalam darah, lamanya dihirup dan kecepatan pernapasan menentukan jumlah karboksi-hemoglobin (kombinasi hemoglobin/karbon-monoksida) di dalam darah, dan jika jumlah CO sudah mencapai jumlah tertentu/jenuh di dalam tubuh maka akan menyebabkan kematian.

Penggunaan kendaraan bermotor di dalam kehidupan manusia tidak bisa dikurangi, seiring dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk. Hal yang perlu diperhatikan pula adalah meningkatnya jumlah kendaraan namun tidak diikuti dengan upaya pelestarian lingkungan hidup, sehingga disini perlu dipertimbangkan dampak dari gas buang hasil proses pembakaran terhadap pencemaran udara dan lingkungan. 
 
Penelitian yang dilakukan oleh penulis sebagai hasil kerja sama dengan Bapedalda Propinsi Bali, menyiratkan bahwa gas karbon monoksida yang berasal dari gas buang kendaraan akan sangat tinggi pada saat motor dioperasikan pada beban yang besar dan putaran yang rendah. Hal ini identik dengan kondisi saat macet, karena pada kondisi macet inilah maka motor beroperasi pada beban yang tinggi namun putaran rendah. Ini berarti, gas karbon monoksida yang dilepas ke lingkungan akan semakin tinggi pada saat macet. Semakin banyak simpul – simpul kemacetan, semakin banyak pula pelepasan gas karbon monoksida dan karbon dioksida ke lingkungan.  
 
Untuk pemakaian pada motor tempel dan  stationer engine, maka pengoperasian motor adalah identik dengan kondisi macet tersebut di atas, karena keduanya beroperasi pada beban yang tinggi dan putaran yang rendah. Hal ini disebabkan karena motor tempel dan stationer engine memerlukan torsi  dan daya yang besar untuk menghasilkan percepatan (akselerasi) yang tinggi.
   
Untuk pemakaian pada motor tempel dan  stationer engine, maka pengoperasian motor adalah identik dengan kondisi macet tersebut di atas, karena keduanya beroperasi pada beban yang tinggi dan putaran yang rendah. Hal ini disebabkan karena motor tempel dan stationer engine memerlukan torsi  dan daya yang besar untuk menghasilkan percepatan (akselerasi) yang tinggi.

Houghton [1] telah memprediksikan bahwa peningkatan konsentrasi gas karbon monoksida dan karbondioksida di atmosfer akan menaikkan temperatur global dan secara langsung akan meningkatkan pula temperatur lokal.  Peningkatan konsentrasi gas karbon dioksida di atmosfer dalam jumlah dua kali lipat dari kondisi semula di tahun 1995 (seiring dengan semakin banyaknya jumlah kendaraan yang beroperasi serta operasi dari kendaraan yang kurang terawat), akan menaikkan temperatur global sekitar 1 – 3.5 ºC pada tahun 2100. Kenaikan temperatur di atmosfer harus terus terkontrol agar tidak melebihi angka 0.1 – 0.35 ºC dalam satu dasawarsa.

Beranjak dari pemikiran di atas, penulis kembali bekerja sama dengan Bapedalda Propinsi Bali membuat dan mengembangkan suatu alat tambahan yang berfungsi untuk mengurangi emisi gas buang CO, CO2 dan HC yang disebabkan oleh mesin pembakaran, sampai batas yang dapat diterima (acceptable level). Meskipun Pemerintah Propinsi Bali mencanangkan konsentrasi ambang batas gas buang CO adalah sebesar 4 %, namun seiring dengan semakin meningkatnya jumlah mesin pembakaran yang beroperasi, maka nilai emisi gas buang tersebut harus terus dikurangi, agar perubahan temperatur lokal di Bali dapat dipertahankan sebesar 0.1ºC dalam satu dasawarsa. 

Adapun polutan-polutan dari gas buang yang sangat mengganggu kesehatan adalah NOx , HC, CO [2]

Gas NOx dapat menyebabkan sesak napas pada penderita asma, sering menimbulkan sukar tidur, batuk-batuk dan dapat  juga mengakibatkan kabut atau asap. NOx adalah gas yang tidak berwarna tidak berbau, tidak memiliki rasa, dan dengan O2  akan sangat mudah, cepat bereaksi dan berubah menjadi NO2 karena bersenyawa dengan O2. Gas NO2   (nitrogen dioksida), dapat juga merusak jaringan paru-paru dan jika bersama H2O  akan membentuk  nitric acid (HNO3) yang pada gilirannya  dapat menimbulkan hujan asam yang sangat berbahaya bagi lingkungan. Gas NOx terbentuk akibat temperatur yang tinggi dari suatu pembakaran.

Hidrokarbon (HC) merupakan gas yang tidak begitu merugikan manusia, akan tetapi merupakan penyebab terjadinya kabut campuran asap (smog). Pancaran hidrokarbon yang terdapat pada gas buang berbentuk gasoline yang tidak terbakar. Hidrokarbon terdapat pada proses penguapan bahan bakar pada tangki, karburator, serta kebocoran gas yang melalui celah antara silinder dan torak yang masuk ke dalam poros engkol yang biasa disebut blow by gases (gas lalu). 

Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa karbon monoksida (CO) sebagai gas yang cukup banyak terdapat di udara, dimana gas ini terbentuk akibat adanya suatu pembakaran yang tidak sempurna. Gas karbon monoksida  mempunyai ciri yang tidak berbau, tidak terasa, serta tidak berwarna. Kendaraan bermotor memberi andil yang besar dalam peningkatan kadar CO yang membahayakan. Di dalam semua polutan udara maka CO adalah pencemar yang paling utama.

Beberapa upaya untuk mengurangi polusi udara dapat dinyatakan sebagai berikut ini:
1.  Mengembangkan substitusi bahan bakar dengan tujuan untuk mengurangi polutan  (substitusi ini bisa berupa bahan bakar tanpa timbal ataupun gas).
2.  Mengembangkan sumber tenaga alternatif yang rendah polusi (sumber tenaga bisa berupa tenaga listrik, tenaga surya, ataupun tenaga angin).
3.  Memodifikasi mesin untuk mengurangi jumlah polutan yang terbentuk (modifikasi mesin bisa dilakukan baik dengan menggunakan turbo cyclone, memperbaiki sistem pencampuran bahan bakar, maupun dengan mengatur pendinginan di dalam ruang bakar).
4.  Mengembangkan sistem pembuangan yang lebih sempurna (sistem pembuangan dari gas buang bisa disempurnakan dengan menggunakan semacam re-heater yang telah dikembangkan di Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana, ataupun dengan menggunakan  catalytic converter yang biasanya dipasang pada kendaraan mewah).
5.  Memperbaiki sistem pengapian (sistem pengapian kendaraan dapat diperbaiki dengan mengatur ignition time dan  delay period dari motor bakar, salah satunya adalah dengan menggunakan  power ignition, EFI (Electronic Full Injection).
6.  Meningkatkan perawatan kendaraan bermotor dengan jalan memeriksa kandungan gas buang setiap 6 atau 12 bulan.
7.  Menghindari cara pemakaian yang justru menghasilkan polutan yang tinggi (beberapa cara pemakaian yang salah adalah dengan meng-geber-geber pedal gas ataupun melakukan  trek–trek-an di jalan raya, menambahkan pelumas pada knalpot kendaraan sehabis di servis, dan beban angkut yang melebihi kapasitas daya angkut motor).


Sumber: I Gusti Bagus Wijaya Kusuma (Program Studi Teknik Mesin, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran, Bali)