Article 3: Si MEBEL (Mesin Berkas Elektron) Alat Berbasis Teknik Irradiasi Elektron sebagai Solusi Pembersihan Tingginya Gas Buang Kendaraan di Indonesia

 1.      Pendahuluan

Berdasarkan data terangkum Badan Pusat Statistik (BPS), terlihat pertumbuhan pengguna kendaraan di Indonesia setiap selalu meningkat dari tahun ke tahun. Pada tahun 2019 jumlah pengguna kendaraan bertambah 7.108.236 unit atau meningkat 5,3 persen menjadi 133.617.012 unit dari tahun sebelumnya sebanyak 126.508.776 unit (GAIKINDO, 2021). Ini menunjukkan pesatnya pertumbuhan pengguna kendaraan di Indonesia yang akan berimbas pada meningkatnya gas buang (emisi) kendaraan. Emisi kendaraan ini mengandung gas nitrogen oksida (NO_X), sulful oksida (SO_X), dan karbonmonoksida (CO) yang berdampak buruk pada kesehatan manusia atau lingkungan apabila melebihi ambang batas konsentrasi tertentu.

    Dalam upaya mengurangi gas buang di Indonesia berbagai usaha dilakukan, salah satu usaha yang dapat kita lakukan dengan menerapkan teknologi nuklir. Iyaa, teknologi nuklir yang oleh sebagian besar masyarakat awam masih dirasa paling jarang atau bahkan tidak pernah sama sekali bersentuhan dengan persoalan kehidupan manusia sehari-hari. Bahkan Masyarakat awam lebih mengidentikkan nuklir dengan senjata pemusnah yaitu  bom atau bahaya radiasi. Mungkin hal ini wajar mengingat sejarah awal kehadiran terknologi nuklir yang dikenal tragedi kemanusiaan yang paling menakutkan. Gambaran masyarakat awam yang mengidentikkan nuklir dengan senjata pemusnah menjadi tidak tepat, karena ada beberapa pemanfaatan teknologi nuklir yang sangat penting diterapkan Indonesia. Seperti salah satu permasalahan yang ada saat ini mengenai emisi kendaraan yang dapat diselesaikan teknologi nuklir dengan menggunakan electron beam machine atau Mesin Berkas Elektron (MEBEL).

 

Gambar  1. Skema proses si MEBEL untuk pembersihan gas buang (sumber:Jurnal Subjamoko)

2.      Isi

Prinsip kerja alat ini adalah menghasilkan berkas elektron dari filamen logam tungsten yang dipanaskan. Berkas elektron selanjutnya difokuskan dan dipercepat dalam tabung akselerator vakum bertegangan tinggi 2 juta Volt. Jika gas buang yang mengandung polutan sulfur dan nitrogen diirradiasi dengan berkas elektron dalam suatu tempat yang mengandung gas ammonia, sulfur dan nitrogen itu dapat berubah menjadi ammonium sulfat dan ammonium nitrat.  Proses pembersihan  gas buang dilakukan pertama-tama dengan mendinginkan SOx dan NOx dengan semburan air (H₂O). Ke dalam campuran senyawa ini selanjutnya ditambahkan gas ammonia dan dialirkan ke dalam tabung pereaksi (vessel). Campuran senyawa yang mengalir dalam tabung pereaksi ini selanjutnya diirradiasi dengan berkas elektron. Karena mendapatkan tambahan energi dari elektron itu, maka gas-gas polutan akan berubah, SOx menjadi SO₃ dan NOx menjadi NO₃. Masih dalam pengaruh irradiasi elektron, kedua senyawa tersebut bereaksi dengan air, sehingga dihasilkan produk antara (intermediate product) berupa asam sulfat dan asam nitrat seperti ditunjukkan pada grafik dibawah ini.

    

    Pada grafik terlihat bahwa kadar SOx dan NOx langsung berkurang secara drastis, sementara itu kadar gas ammonia tidak berubah. Setelah 0,1 detik dari proses irradiasi, produk antara (asam sulfat dan asam nitrat) bereaksi dengan ammonia sehingga dihasilkan produk akhir berupa ammonium sulfat dan ammonium nitrat. Kedua senyawa ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pupuk sulfat dan pupuk nitrogen. Wujud fisiknya pun berubah, yaitu dari gas menjadi kristal/partikel. Pada grafik terlihat bahwa kadar ammonia dan produk antara turun drastis, sementara itu produk akhirnya meningkat.

    

    Dari beberapa hasil yang telah dilakukan oleh Japan Atomic Energy Agency (JAERI) bekerjasama dengan perusahaan Ebara menunjukkan bahwa dosis radiasi berkas elektron sebesar 15 kilo Gray (kGy) mampu mengubah 95% SOx dan 85% NOx menjadi senyawa yang tidak berbahaya. Sementara itu, penelitian pembersihan gas buang sisa penyinteran bijih besi yang dilakukan oleh Nippon Steel Corporation menunjukkan bahwa Si MEBEL ini dapat mereduksi 85% SOx dan 95 % NOx yang terlarut dalam gas buang. Penelitian yang telah dilakukan di AS dan Jerman bahkan mencatat bahwa irradiasi dengan MEBEL ini mampu mereduksi polutan hingga 99 %. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa teknologi si MEBEL mempunyai hasil yang sangat baik (Alatas, 2013).

 

1.      Kesimpulan

Pemakaian berkas elektron untuk membersihkan gas-gas polutan SOx dan NOx ini mempunyai beberapa keuntungan, antara lain: proses pembersihan dapat dilakukan secara serentak dalam waktu yang sangat singkat, merupakan proses kering dan langsung satu tingkat, serta hasil akhirnya berupa bahan baku untuk pembuatan pupuk yang bernilai ekonomi dan dapat digunakan dalam sektor pertanian. Teknologi ini juga dinilai sangat praktis dan aman, baik terhadap lingkungan maupun personil yang terlibat dalam pengoperasian si MEBEL.

 Serta berkas elektron yang dipancarkan tidak dapat melakukan reaksi aktivasi sehingga tidak akan menghasilkan limbah radioaktif, dan berkas elektron tidak akan terpancar pada saat mesin dimatikan. Selain memiliki beberapa keuntungan seperti tersebut di atas, teknologi berkas elektron ini dinilai cukup murah. Untuk membangun instalasi pembersih gas buang menggunakan si MEBEL ini hanya memerlukan biaya antara US$ 2-3 juta. Sehingga dapat dikatakan bahwa si MEBEL ini dapat menjadi solusi terbaik dalam membersihkan gas buang (emisi) dari kendaraan di Indonesia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Alatas, Zubaidah. 2013. Buku Pintar Nuklir, Yogyakarta. Hal 117-120

Sudjatmoko. 2006. Aplikasi Mesin Berkas Elektron Untuk Pengolahan Gas Buang. GANENDRA Majalah IPTEK Nuklir, 4-5

GAIKINDO. 2021. Hasil Sensus BPS: Jumlah Kendaraan Bermotor di Indonesia Tembus 133 Juta Unit, Jakarta. https://www.gaikindo.or.id/data-bps-jumlah-kendaraan-bermotor-di-indonesia-tembus-133-juta-unit/ (Diakses Pada 25 Mei 2021)