BAB IPENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Geliat pembangunan di kota-kota besar termasuk Semarang yang semakin

intens dan luas merupakan suatu indicator kemajuan ekonomi yang cukup

signifikan. Namun kemajuan ekonomi dan unsure penunjangnya ( kegiatan

transportasi ) tersebut telah menimbulkan cost ( biaya ) dan menciptakan

eksternalitas negatif seperti terjadinya degradasi lingkungan. Salah satunya adalah

kualitas udara yang semakin buruk dari tahun ke tahun akibat dari kegiatan

transportasi dalam kegiatan ekonomi tersebut.

Inilah yang terjadi di kota-kota besar Indonesia yang menurut hasil

pengukuran yang dilakukan oleh kementerian lingkungan hidup melalui jaringan

Air Quality Monitoring System ( AQMS ) menunjukkan bahwa kualitas udara di

10 kota besar di Indonesia sudah dalam kondisi yang sangat mengkhawatirkan,

yaitu Jakarta, Surabaya, Bandung, Medan, Jambi, Pakanbaru, Pontianak,

Palangkaraya, Denpasar termasuk Kota Semarang, udara yang dapat

dikatagorikan baik ( bersih ) semakin kecil prosentasinya.

Pada akhirnya kendaraan bermotor menjadi dominan penyebab

pencemaran udara tersebut. Gas-gas beracun yang keluar dari jutaan knalpot

setiap harinnya menimbulkan masalah yang sangat serius dan menjadi sumber

pencemar udara terbesar di beberapa kota, melebihi cemaran udara dari industri

dan kegiatan rumah tangga. Hal ini sesuai dengan data kementrian lingkungan

hidup yang menyebutkan bahwa 70 % polusi udara di kota-kota besar disebabkan

oleh emisi gas buang kendaraan bermotor.

Peningkatan pemakaian kendaraan bermotor yang signifikan dari tahun ke

tahun tersebut akan membawa dampak meningkatnya pemakaian bahan bakar

minyak dan dengan sendirinya polusi udara dari emisi gas buang menjadi hal

yang tidak dapat terelakkan lagi. Dari sumber data statistik Direktorat Jendral

Perhubungan Darat menyebutkan bahwa pertambahan jumlah kendaraan

bermotor di Indonesia kini hampir mencapai 20 % per tahun dan cenderung tidak

dapat dibendung.

Kondisi ini diperparah dengan angka pertumbuhan jalan yang tidak

sebanding dengan pertumbuhan kendaraan bermotor yang hanya 2 % per tahun,

semakin memperpuruk kondisi udara diberbagai kota. Tingkat kemacetan yang

semakin luas bahkan kini muncul titik-titik kemacetan baru, semakin

meningkatkan pencemaran dan turunnya kualitas udara diberbagai kota..

Kota Semarang saat ini memang belum separah kota Jakarta. Namun

bukan berarti pula bahwa warga kota Semarang bisa bernapas lega di setiap sudut

kota. Setiap hari kita melihat bahwa banyak kendaraan yang berlalu-lalang di

jalan raya menyemburkan asap pekat dari berbagai macam jenis kendaraan

berbahan bakar bensin, belum lagi ditambah asap hitam kelam yang menghiasi

knalpot kendaraan berbahan bakar solar.

Titik-titik kemacetan di kota Semarang semakin luas dan kemacetan adalah

salah satu sumber dan factor yang menyebabkan tingginya angka polusi udara,

sementara masyarakat tetap tidak ada pilihan untuk menghirup udara yang bersih.

Kemacetan tersebut diakibatkan oleh bertambahnya pemakaian kendaraan

bermotor dari tahun-ketahun. Diperkirakan pada tahun 2006 ini jumlah kendaraan

di Ibu kota Jawa Tengah ini akan mencapai lebih dari 600.000 unit dengan angka

pertumbuhan setiap tahunnya hampir mencapai 15 %.

Dari jumlah tersebut justru kendaraan pribadi yang paling banyak

jumlahnya dibandingkan dengan kendaraan umum yang tidak lebih dari 5 % dari

total kendaraan yang ada. Sementara itu dilihat dari usia pemakaiannya kendaraan

yang dominan adalah kendaraan lama / tua ( 80 %) juga turut andil menjadi factor

dalam penyumpang tingginya angka pencemaran udara.

Berdasarkan hasil pemeriksaan uji petik emisi gas buang kendaraan

bermotor oleh Bappedal Provinsi Jawa Tengah termasuk kota Semarang

menunjukkan bahwa rata-rata 66,5 % emisi kendaraan bermotor tidak memenuhi

syarat baku mutu udara emisi yang telah ditetapkan. Sementara itu hasil uji emisi

yang dilakukan oleh Dinas Lalu Lintas dan Angkutan Jalan Provinsi Jawa Tengah

pada tahun 2005 menunjukkan terjadinya pelanggaran emisi gas buang oleh

kendaraan bermotor sebesar 41,24 % meningkat 4,81 % dari tahun sebelumnya

Pemerintah melalui kementrian lingkungan hidup sebenarnya telah

melakukan upaya-upaya untuk mengendalikan pencemaran udara yang diatur

dalam Peraturan Pemerintah No 41 tahun 1999 dan program langit birunya yang

sering disebut Prolabir yang senantiasa disosialisasikan sejak tahun 1992. Dengan

semakin bergesernya waktu greget program tersebut samar-samar mulai hilang.

Dan pada akhirnya hasil program itu masih belum dapat dirasakan oleh

masyarakat dan justru ada indikasi pencemaran udara semakin sulit dikendalikan

dengan bertambahnya jumlah kendaraan bermotor.

Dengan hadirnya Keputusan Gubernur Jawa Tengah Nomer 5 tahun 2004

tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor di Provinsi Jawa

Tengah dan akan segera diberlakukannya uji emisi bagi kendaraan bermotor

umum dan pribadi menimbulkan kecemasan pemilik kendaraan yang sudah

berumur ( kendaraan tua) jika tidak lolos uji emisi, akibat kondisi kendaraan dan

mesin yang sudah udzur dimakan usia yang pada akhirnya menyebabkan

pembakaran menjadi semakin tidak sempurna dalam ruang bakar, secara logis

akan menaikan angka emisi gas buangnya.

Oleh sebab itu peneliti melakukan penelitian dengan memasang Catalytic

Converter pada system pembuangan gas pada kendaraan bermotor yang sudah

berumur tersebut (kendaran tua). Berdasarkan pada kenyataan diatas maka perlu

dilakukan suatu penelitian skala laboratorium untuk mengetahui pengaruh

variasi sudut penyalaan dan pemasangan Catalytic Converter pada

kendaraan tersebut, yang dirancang dan disain sedemikian rupa, tanpa

meninggalkan aspek sederhana, efisien dan murah. Kemudian dianalisis

pengaruhnya terhadap keluaran emisi gas CO dan HC sehingga penelitian ini

mengambil Judul “ Pengaruh Variasi Sudut Penyalaan dan Letak Catalytic

Converter Kuningan Terhadap Emisi Gas Carbon Monoksida dan Hidro

Carbon Pada Kendaraan Motor Bensin “.

Penggunaan kkuningan sebagai pengganti bahan katalis didasarkan oleh

beberapa hal, yaitu : material ini mudah didapatkan dipasaran, harga yang relatif

murah, memiliki sifat mampu bentuk ( mudah dibentuk ), tahan terhadap panas

tinggi dan memiliki ketahanan korositas. ( Tata Surdia, 1985 ). Pada penelitian

terdahulu menunjukkan penggunaan logam Kuningan mampu mereduksi

konsentrasi emisi gas CO cukup signifikan dengan berbagai variasi rpm. ( Subri,

2005 ). Pada penelitin ini pada variasi sudut penyalaan kendaraan dan letak

pemasangan Catalytic Converter.

1.2. RUMUSAN MASALAH.

Peningkatan jumlah kendaraan bermotor dari tahun ke tahun dan

penggunaan kendaraan yang sudah lama ( tua ) telah menimbulkan persoalan

peningkatan polusi udara yang cukup signifikan, oleh sebab itu perlu adanya suatu

teknologi rekayasa yang dapat membuat alat untuk mengurangi emisi gas buang

Carbon Monoksida yaitu berupa Catalytic Converter dengan katalis Kuningan

Kinerja kendaran bermotor atau mesin juga sangat dipengaruhi oleh sudut

penyalaan, oleh sebab itu perlu dikaji dan diteliti lebih dalam tentang pengaruh

variasi sudut penyalaan terhadap keluaran emisi gas buang kendaraan bermotor

( CO dan HC ).

Disamping itu perlu dikaji dan diteliti pula pengaruh letak pemasangan

Catalytic Converter Kuningan pada saluran gas buang terhadap keluaran emisi gas

buang kendaraan bermotor ( CO dan HC ).

Pada penelitian ini 3 hipotesis yang akan diuji adalah : pertama perubahan

variasi sudut penyalaan memiliki pengarus terhadap perubahan keluaran emisi gas

bunag kendaraan bermotor, kedua Letak pemasangan Catalytic Converter

memiliki pengaruh penurunan emisi gas CO dan HC yang berbeda. Ketiga,

pemakaian Catalytic Converter Kuningan dapat digunakan sebagai katalis

pengganti logam-logam katalis yang mahal dan jarang ( Pt, Pd dan Rd) yang tidak

rentan terhadap bahan bakar premium.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1. POLUSI UDARA.

Polusi udara dapat dirasakan semakin hari kian meningkat terutama di

daerah yang kepadatan lalu-lintasnya cukup tinggi serta di lokasi industri yang

kurang memperhatikan dampak lingkungan ( Pramudya, 2001 ). Peningkatan

tersebut sejalan dengan semakin meningkatnya kebutuhan manusia baik dalam

bidang tarnsportasi maupun industri.

Secara definisi polusi adalah perubahn fisik, kimia dan biologi lingkungan

yang membahayakan kualitas hidup khususnya manusia, binatang, tanaman,

industri dan asset budaya maupun seni. Menurut badan kesehatan dunia ( WHO ),

polusi udara terjadi ketika di udara terdapat polutan udara ( zat-zat asing ) dalam

jumlah dan waktu ( periode ) tertentu yang dapat membahayakan manusia,

binatang, tanaman dan tanah. Secara umum polusi uadara dapat terjadi karena

kegiatan transportasi, industri, produksi maupun pertaniaan (Bachrun, 1993 ).

2.2. JENIS-JENIS POLUSI UDARA.

Polusi udara dapat dibedakan menjadi beberapa jenis ( Sitepoe, Mangku,

1997 ), seperti pada tabel di halaman berikut ini :

NO Pencemar Udara Jenisnya1

2

3

4

Menurut bentuknya

Menurut tempatnya

Menurut asalnya

Susunan kimia

1. Gas2. Partikel1. Indoor2. Outdoor1. Primer2. Sekunder1. Organik2. Anorganik

5 Ganguan Kesehatan 1. Iritansia2. Anestesia3. Aspeksia4. Toksis

Tabel 2.1. Jenis-jenis pencemar udara

2.3. SUMBER-SUMBER POLUSI UDARA.

Polusi udara dapat berasal dari berbagai macam sumber. Dari berbagai

sumber tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu : sumber alami dan

sumber aktifitas manusia ( Pramudya, 2001 ).

Pada umumnya polusi udara yang disebabkan oleh factor alam (peristiwa

alami), seperti :

Debu akibat letusan gunung berapi.

Asap dan partikel dari kebakaran hutan.

Proses pembusukan sampah organic.

Debu yang berterbangan akibat tiupan angin.

Sedang polusi udara yang disebabkan karena aktifitas manusia, seperti :

Debu/partikel akibat dari kegiatan industri.

Penggunaan alat transportasi.

Penggunaan zat-zat kimia yang disemprotkan ke udara.

Stasiun-stasiun pembakaran.

2.4. POLUSI UDARA DARI SEKTOR TRANSPORTASI DARAT.

Polusi udara yang disebabkan oleh transportasi darat yang dinilai sangat

dominan salah satunya adalah gas buang kendaraan bermotor. Dimana kontribusi

terbesar dari seluruh polutan yang ada adalah gas Carbon Monoksida, seperti

terlihat pada tabel 2.2 ( Howard S. Peavy, 1985 ).

SUMBER Polusi ( dalam juta ton per tahun )

CO Particulate Sox HC Nox Total

Transportasi 69,1 1,4 0,9 7,8 9,1 88,3Pembakaran bahan bakar 2,1 1,4 19,0 0,2 10,6 33,3Proses industri 5,8 3,7 3,8 10,8 0,7 24,8Pembuangan limbah padat 2,2 0,4 0,0 0,6 0,1 3,3Lain-2 (kebakaran hutan, pemb. buangan pertanian)

6,2 0,9 0,0 2,4 0,2 9,7

Total 85,4 7,8 23,7 21,8 20,7 159,4Tabel 2.2. Sumber polusi udara, 1980

Sebuah kendaraan dari proses bekerjanya dapat menghasilkan polutan

berupa gas Carbon monoksida ( CO ), Hidrokarbon ( HC ), Nitorgen oksida ( Nox

), Sulfur Oksida ( SO2 ) dan Timbal ( Pb ) yang sering disebut sebgai polutan

primer ( Arya Wardhana, Wisnu, 1995 ).

Namun besar kecilnya keluaran polutan emisi gas buang kendaraan

bermotor terhadap lingkungan tergantung pada beberapa hal (Dirjen

Perhubungan Darat, 2000):

1. Kecepatan kendaraan bermotor.

2. Kualitas pengapaian.

3. Kepadatan lalu-lintas

4. Kilometer tempuh kendaraan bermotor.

5. Volume mesin kendaraan bermotor

6. Pemilihan bahan bakar.

Pada kendaraan bermotor tersebut, bagian yang menghasilkan gas polutan

( Heisler, 1995 ) adalah :

Crankease system ( rumah mesin ).

Sistem tangki bahan bakar.

Sistem saluran gas buang ( knalpot ).

2.5. TEKNOLOGI PENGONTROLAN EMISI.

Langkah-langkah dan usaha yang dilakukan untuk mereduksi gas buang

yang berbahaya pada kendaraan bermotor sudah banyak dilakukan terutama di

negara-negara maju. Metode dan teknik yang dilakukan ada beberapa macam,

antara lain dengan mengubah atau memodifikasi beberapa bagian dari kendaraan

bermotor. Metode yang biasanya dipakai dalam mereduksi gas buang kendaraan

bermotor yaitu :

Modifikasi Mesin.

Modifikasi pada saluran gas buang.

Modifikasi penggunaan bahan bakar atau system bahan bakarnya.

Pada penelitian ini, metode ke dua yang akan dipakai untuk mereduksi emisi

gas buang kendaraan bermotor yaitu dengan pembuatan dan pemasangan catalytic

converter pada saluran gas buang.

2.6. CATALYTIC CONVERTER.

Catalytic Converter merupakan sebuah converter ( pengubah ) yang

menggunkan media yng bersifat katalis, dimana media tersebut diharapkan dapat

membantu atau mempercepat terjadinya proses perubahan suatu zat ( reaksi kimia

sehingga gas seperti CO dapat teroksidasi menjadi CO2 ( Springer-Verlag New

York Inc, 1970 ). Media yang biasa digunakan sebagai katalis adalah logam yang

mahal dan jarang seperti Palladium, Platinum dan Stainless Steel ( Heinz Heisler,

1995 ).

Catalytic Converter yang umum dipakai ada berbagai macam bentuk,

secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua golongan ( William L.

Husselbee, 1985 ), yaitu :

1. Tipe Oksidasi

Sistem ini sering disebut juga Sigle bed Oksidation, mampu

mengubah CO dan HC menjadi CO2 dan H20. Catalytic jenis ini

beroperasi pada beroperasi pada kendaraan udara berlebih ( Excess air

setting ). Udara berlebih yang digunakan untuk proses oksidasi dapat

diperoleh melalui pengaturan campuran miskin ( Lean mixture setting )

atau system injeksi udara sekunder. Jenis ini banyak digunakan pada

motor diesel karena kemampuannya mengoksidasi zat-zat partikel dengan

mudah.

Gambar Sigle bed Oksidation

2. Tipe Duel Bed.

Pada system ini terdiri dari dua system katalis yang dipasang segaris.

Dimana gas buang pertama kali mengalir melalui Catalytic Reduksi dan

kemudian Catalytic Oksidasi. Sistem pertama ( bagian depan ) merupakan

kalatis reduksi yang berfungsi menurunkan emisi NOx, sedang system

kedua ( bagian belakang ) merupakan katalis oksida yang menurunkan

emisi HC dan CO. Mesin yang dilengkapi dengan system ini biasanya

dioperasikan dengan kondisi campuran kaya.

Gambar Dual bed Oksidation

3. Tree-Way Catalytic Converter.

Pada tipe ini dirancang untuk mengurangi gas-gas polutan seperti CO, HC

dan Nox yang keluar dari exhaust system dengan cara mengubah melalui

reaksi kimia menjadi CO2, Uap air ( H2O ) dan Nitrogen ( N2 ) ( Emission

Control Toyota, 2000 )

2.7. STANDAR EMISI GAS BUANG.

Standat emisi gas buang di tiap-tiap negara berbeda satu sama lainnya. Dimana

pada negara maju standar tersebut semakin ketat jika dibandingkan dengan

negara maju seperti Indonesia.. Satandar emisi gas buang kendaraan bermotor

yang berlaku di Indonesia untuk gas CO sesuai KEP 35/MENLH/10/1993 adalah

4,5 %.

Polusi udara dapat dirasakan semakin hari kian meningkat terutama di

daerah yang kepadatan lalu-lintasnya cukup tinggi serta di lokasi industri yang

kurang memperhatikan dampak lingkungan ( Pramudya, 2001 ). Peningkatan

tersebut sejalan dengan semakin meningkatnya kebutuhan manusia baik dalam

bidang tarnsportasi maupun industri.

BAB IIITUJUAN DAN MANFAAT

3.1. TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini memiliki tujuan sebagai berikut :

1) Mengkaji pengaruh variasi sudut penyalaan terhadap keluaran emisi gas

buang kendaraan bermotor ( CO dan HC ) sebelum dan sesudah

pemasangan Catalytic Converter Kuningan.

2) Mengkaji efektifitas letak pemasangan Catalytic Converter Kuningan

dalam pengurangan emisi gas Carbon Monoksida ( CO ) dan Hidro

Carbon ( HC ).

3) Mengetahui kapan saat penyalaan yang menghasilkan kandungan CO yang

minimum.

3.2. MANFAAT PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan untuk memberikan gambaran kepada masyarakat

dalam usaha mencari solusi alternatif dalam upaya pengurangan tingkat polusi

udara. Dengan pendekatan teknologi rekayasa dimungkinkan melakukan

modifikasi Catalytic Converter untuk mengurangi polusi udara yang sekaligus

menunjukkan fungsi teknologi di dalam membantu mengurangi persoalan

peningkatan pencemaran udara.

Penelitian ini juga membantu program pemerintah khususnya kota

Semarang di dalam mewujudkan program langit biru yang telah dicanangkan

sejak tahun 2001 dan bagi Dirjen Perhubungan Darat tidak perlu melakukan

pembatasan usia pemakaian kendaraan bermotor, tetapi cukup menyarankan

pemakaian Catalytic Converter untuk mengurangi emisi gas buang.