Perekayasaan kebumian

Perekayasaan kebumian atau Geoengineering adalah konsep memanipulasi iklim bumi guna melawan efek pemanasan global. The National Academy Sciencemen definisikan teknik kebumian sebagai "suatu cara yang melibatkan ilmu rekayasa keteknikan dalam skala besar terhadap lingkungan untuk melawan efek akibat perubahan komposisi atmosfer bumi". Beberapa teknik kebumian adalah berdasarkan pengubahan bentuk karbon. Hal ini bertujuan untuk mengurangi gas rumah kaca di atmosfer. Hal ini mencakup metode langsung (misalnya penangkapan gas karbon dioksida di udara) dan metode tidak langsung (penumbuhan fitoplankton secara besar-besaran di lautan). Hal ini bisa dikategorikan sebagai mitigasi pemanasan global. Alternatifnya adalah teknik pengaturan radiasi matahari (aerosol sulfur stratosfer) yang tidak mengurangi kadar karbon dioksida di atmosfer. Cara ini juga tidak mengurangi efek lain dari tingginya kadar karbon dioksida sepertipeningkatan keasaman laut. Saat ini tidak ada proyek teknik kebumian yang ditangani. Beberapa ahli menganggap bahwa hal ini hanya mengakibatkan tekanan politik terhadap pengurangan emisi di mana banyak negara maju (terutama Amerika Serikat) masih enggan melakukannya. Penanaman pohon dan proyek "atap dingin" saat ini sedang berjalan untuk mencegah perubahan iklim, dan penumbuhan fitoplankton di lautan secara besar-besaran sedang dalam tahap penelitian akhir dan siap diaplikasikan.

A.    Definisi

Teknik kebumian adalah aplikasi dari terraform. Teknik kebumian melibatkan perlakuan terhadap bumi agar dapat didiami dengan layak oleh manusia. Definisi lainnya yang lebih sempit adalah proyek rekayasa alam terintegrasi. Recovery secara besar-besaran terhadap hidrokarbon menggunakan sains dan teknologi dapat dimasukan ke dalam aplikasi teknik kebumian.

B.     Latar belakang

Teknik kebumian hadir karena pemanasan global. Konsep teknik kebumian ada karena fakta sejarah mengenai gagalnya kontrol emisi dunia, selain karena penyusutan es arktik menyebabkan akselerasi proses pemanasan global. Cabang ilmu teknik kebumian sesungguhnya adalah ilmu yang kompleks, dan membutuhkan berbagai disiplin ilmu:

1.      Sains, meliputi kimia atmosfer, ekologi, meteorologi, biologi tumbuhan

2.      Ilmu keteknikan, meliputi teknik penerbangan dan antariksa, balistik, teknik perkapalan

3.      Manajemen dan kontrol, meliputi manajemen risiko, penelitian operasional

Beberapa lembaga terkemuka dunia telah, atau akan, meneliti teknik kebumian dan mencari manfaat potensial dari ilmu ini. Lembaga itu diantaranya NASA, Royal Society, The Institute of Mechanical Engineers, dan Parlemen Inggris. Dan LSM lingkungan internasional seperti Friends of the Earth International dan Greenpeace sangat mendukung geoengineering.

C.    Rencana yang diajukan

Pengaturan radiasi matahari

Pengaturan radiasi matahari adalah pengurangan kadar radiasi matahari yang menyentuh permukaan bumi untuk mencegah pemanasan global. Cara ini tidak mengurangi kadar gas rumah kaca di atmosfer yang juga berkontribusi terhadap peningkatan keasaman laut.

Cara yang memungkinkan untuk dilakukan adalah:

1.      Aerosol sulfur stratosfer

2.      Peningkatan reflektivitas awan

3.      Atap dingin

4.      Tabir surya luar angkasa

Penyelamatan es kutub juga dapat dipertimbangkan sebagai pengaturan radiasi matahari, karena permukaan es yang berwarna putih memantulkan sebagian besar radiasi matahari yang diterimanya. Es kutub juga berperan dalam menyimpan gas metana, yang merupakan gas rumah kaca yang lebih jahat dari pada karbon dioksida.

Remediasi gas rumah kaca

Remediasi gas rumah kaca berarti penstabilan kadar gas rumah kaca, terutama karbon dioksida, di atmosfer. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya:

1.      Penyuburan fitoplankton di lautan

2.      Pembuatan biochar

3.      Daur energi biomassa

4.      Penangkapan karbon di udara

Resiko dan kritik

Ketidakefektifan teknik kebumian mungkin akan menjadi masalah utama. Hal ini terkait prediksi bahwa hasil yang didapat tidak sesuai harap atau berada jauh di bawah harapan. Seperti contoh penyuburan fitoplankton di lautan, mungkin tidak akan menyerap karbon dioksida sebanyak yang diharapkan. Dan karbon dioksida mungkin akan kembali ke atmosfer segera setelah terjadi kematian massal fitoplankton jika tidak ada predator alami yang memangsa plankton tersebut, dikarenakan proses pembusukan.

Masalah kadar CO2 yang tidak terselesaikan

Hal ini terutama mengenai pengaturan radiasi matahari yang tidak menyentuh aspek dari dalam atmosfer bumi itu sendiri. Pengaturan radiasi matahari tidak mengurangi kadar karbon dioksida di atmosfer, sehingga peningkatan keasaman laut akan terus terjadi.

Pengendalian dan variasi kemungkinan

Teknik kebumian mungkin tidak akan berjalan dengan mulus dikarenakan adanya berbagai faktor eksternal di luar proyek teknik kebumian seperti El Nino, letusan gunung berapi, dan solar flare.

Efek samping

Penggunaan sulfur di atmosfer mungkin akan memengaruhi keadaan ozon. Dan juga terdapat berbagai kemungkinan seperti perubahan daur hidrologi yang dapat menyebabkan musim kering, banjir, dan sebagainya.

Militerisasi

Teknik kebumian dapat digunakan sebagai senjata pemusnah masal untuk menciptakan suatu keadaan buruk bagi iklim suatu wilayah. Teknik kebumian juga dapat digunakan sebagai suatu cara untuk menciptakan keadaan yang baik bagi satu pihak untuk melakukan operasi militer.

Aplikasi percobaan Mekanika Terpakai

1. Pelumasan Percik Pada Motor Bakar Torak Putaran Tinggi (Bantalan Luncur)

            Motor pada kendaraan mempunyai banyak bagian yang saling berhubungan dengan gerakan yang saling bergesekan. Apabila dua permukaan yang berhubungan saling bersentuhan dan bergerak saling bergesekan sehingga diperlukan adanya pelumasan seperti pelumasan percik.

            Pelumasan percik adalah suatu system pelumasan yang digunakan untuk melumasi bagian dalam mesin dengan cara pelumas dipercikkan oleh ujung poros engkol yang berputar. System pelumasan percik ini digunakan pada motor bakar torak berputaran tinggi, dimana oli pelumas ditempatkan pada tempat oli yang dipasang di bagian dasar atau posisi paling bawah dari ruang mesin penggerak (poros  penggerak).

                       Waktu poros engkol dari mesin itu berputar ujung besar dari poros batang tercelup oli di dasar ruang mesin dan menyiramkan oli keseluruh bagian mesin. Kadang-kadang pada ujung besar dari poros batang torak terdapak penggaruk oli yang berfungsi membantu pengambilan oli dan pelumas dipercikkan kebagian mesin yang bergerak dengan kombinasi pemancaran atau percik.             

          Semakin besar putaran poros maka proses terjadinya pelumasan semakin cepat oleh karena kinerja ujung poros engkol yang tercelup ke oli semakin cepat sehingga menyebabkan oli yang dipercikkan akan cepat beroperasi membantu mengurangi terjadinya gesekan antara torak dan silinder. Apabila poros yang berputar tercelup semua maka kinerja poros akan berkurang karena adanya viskositas pelumas yang mempengaruhi kinerja poros.

                                                                           http://www.google.com

2. Pengaruh kecepatan Terhadap Keseimbangan (Balance Massa)

Suatu sistem bobot berputar secara teoritis dapat diseimbangkan secara lengkap melalui penambahan dua bobot penyeimbang, masing-masing satu bobot ada dua bidang acuan. Meskipun pengamatan dilakukan dalam analisa matematis untuk komponen yang dirakit seperti rotor dari sebuah motor listrik, tetapi dalam kejadian yang umum bahwa suku cadang berjalan dengan tidak terlalu mulus jika beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Jadi disini dapat dikatakan bahwa keseimbangan massa berputar akan berkurang jika berada pada dalam kecepatan  yang tinggi hal ini disebabkan oleh besarnya gaya yang terjadi akibat dari gaya yang diberikan untuk memutar massa itu. Keseimbangan terjadi karena sistem dari massa berputar ini sudah tidak mampu menahan gaya yang diberikan  atau putaran yang diberikan. Atau dengan kata lain kecepatan putaran itu sudah melampaui batas kemampuan dari massa itu untuk mempertahankan keseimbangannya.

Jadi untuk menyeimbangkan secara keseluruhan atau sebagian gaya-gaya inersia dalam sebuah sistem dengan mengetengahkan gaya-gaya inersia tambahan akan membantu melawan efek gaya-gaya inersia semula.

                                                                                       http://www.google.com

3. PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN

Perencanaan struktur jembatan yang ekonomis dan memenuhi syarat teknis ditinjau dari segi keamanan serta rencana penggunaannya, merupakan suatu hal yang sangat penting untuk diupayakan.

Dalam perencanaan teknis jembatan perlu dilakukan identifikasi yang menyangkut beberapa hal antara lain :

1. Kondisi tata guna lahan, baik yang ada pada jalan pendukung maupun

lokasi jembatan berkaitan dengan ketersediaan lahan yang ada.

2. Kelas jembatan yang disesuaikan dengan kelas jalan dan volume

lalu lintas.

3. Struktur tanah, geologi dan topografi serta kondisi sungai

dan perilakunya.

4. Pemilihan jenis struktur dan bahan konstruksi jembatan yang sesuai

dengan kondisi medan, ketersediaan material dan sumber daya

manusia yang ada.

5. Penguasaan tentang teknologi perencanaan, metode pelaksanaan,

peralatan, material/ bahan mutlak dibutuhkan dalam perencanaan

jembatan.

6. Analisis Struktur yang akurat dengan metode analisis yang tepat

agar diperoleh hasil perencanaan jembatan yang optimal.

Metode perencanaan struktur jembatan yang digunakan ada dua macam, yaitu Metode perencanaan ultimit (Load Resistant Factor Design, LRFD) dan Metode perencanaan tegangan ijin (Allowable Stress Design, ASD). Perhitungan struktur atas jembatan umumnya dilakukan dengan metode ultimit dengan pemilihan faktor beban ultimit sesuai peraturan yang berlaku. Metode perencanaan tegangan ijin dengan beban kerja umumnya digunakan untuk perhitungan struktur bawah jembatan (fondasi). Untuk tipe jembatan simple girder, perhitungan dapat dilakukan secara manual dengan Excel. Untuk tipe jembatan yang berupa rangka, perhitungan struktur dilakukan dengan komputer berbasis elemen hingga (finite element) untuk berbagai kombinasi pembebanan yg meliputi berat sendiri, beban mati tambahan, beban lalu-lintas kendaraan (beban lajur, rem, pedestrian), dan beban pengaruh lingkungan (temperatur, angin, gempa) dengan pemodelan struktur 3-D (space-frame). Metode analisis yang digunakan adalah analisis linier metode matriks kekakuan langsung (direct stiffness matriks) dengan deformasi struktur kecil dan material isotropic. Program komputer yang digunakan untuk analisis adalah SAP2000 V-11. Dalam program tersebut berat sendiri struktur dan massa struktur dihitung secara otomatis.

Dalam blog ini diberikan beberapa contoh perhitungan struktur jembatan beton prategang mulai dari struktur atas yang terdiri dari slab lantai jembatan dan girder prategang (prestressed concrete girder) sampai struktur bawah yang berupa abutment dan pier tipe dinding termasuk

 fondasinya. Perhitungan PCI-girder ini digunakan untuk perencanaan struktur Jembatan Srandakan II, Kulon Progo, D.I. Yogyakarta dan Jembatan Tebing Rumbih, Kalsel. Selain itu diberikan juga beberapa contoh perhitungan struktur atas sbb.

Prestressed Concrete Box Girder (Gejayan Fly Over, Yogyakarta).

Concrete I – Girder (Jembatan Ngawen, Gunung Kidul).

Concrete T – Girder (Jembatan Brantan, Kulon Progo).

Compossite Girder (Jembatan Bonjok, Kebumen, Jateng)

Untuk jembatan beton tipe busur (Concrete Arch Bridge) diberikan contoh perhitungan yang meliputi :

Jembatan Plat Lengkung (Jembatan Wanagama, D.I. Yogyakarta)

Jembatan Rangka Lengkung (Jembatan Sarjito II, Yogyakarta).

Contoh perhitungan struktur jembatan tipe plat untuk bentang pendek meliputi :

Underpass (Jombor Fly Over, Yogyakarta)

Box Culvert (Jembatan Kalibayem, Yogyakarta)

Selain perhitungan Pier tipe dinding, juga diberikan contoh perhitungan Pier tipe yang lain seperti :

Pier Tipe Kolom Tunggal (Gejayan Fly Over, Yogyakarta)

Pier Tipe Portal (Jembatan Boro, Purworejo, Jateng)