BAB Teknologi Ramah Lingkungan Rangkuman Materi IPA Kelas IX Semester 2

A.      Pengertian dan Prinsip Teknologi Ramah Lingkungan

Teknologi ramah lingkungan (sustainable technology ) merupakan bentuk penerapan teknologi yang memperhatikan prinsip-prinsip pelestarian lingkungan. Teknologi tersebut bertujuan untuk memberi kemudahan dan pemenuhan kebutuhan manusia. Suatu teknologi dikatakan teknologi ramah lingkungan jika memenuhi syarat-syarat tertentu. Teknologi ramah lingkungan bertujuan untuk menghasilkan berbagai produk dan jasa untuk kepentingan manusia dengan memanfaatkan sumber daya alam yang dapat diperbarui dan tidak menghasilkan limbah yang membahayakan lingkungan. Selain itu, teknologi ramah lingkungan juga dapat menggunakan bahan yang dapat didaur ulang.

B.      Aplikasi Teknologi Ramah Lingkungan

Teknologi ramah lingkungan telah diterapkan dalam berbagai bidang antara lain di bidang energi, bidang lingkungan, bidang industri, bidang rumah tangga, dan lainnya.

1.       Bidang Energi

a.       Biofuel

Biofuel, merupakan teknologi penyediaan energi alternatif dengan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Biofuel, berasal dari bahan-bahan organik. Ada dua jenis biofuel yaitu dalam bentuk etanol dan biodiesel. Etanol merupakan salah satu jenis alkohol yang dapat dibuat dengan fermentasi karbohidrat atau reaksi kimia gas alam. Beberapa tumbuhan yang mengandung karbohidrat tinggi seperti jagung, sorgum, atau singkong biasanya digunakan untuk menghasilkan etanol. Sedangkan biodiesel merupakan bahan bakar alami yang biasanya diperoleh dari lemak nabati. Selain itu sisa pembakaran dari biofuel juga lebih ramah lingkungan.

b.      Biogas

Biogas diperoleh dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang hidup di lingkungan tanpa oksigen). Bakteri anaerob tersebut akan mengubah zat organik menjadi gas metana (CH₄) sebesar 75%, dan gas lainnya seperti karbondioksida, hidrogen, dan hidrogen sulfida. Namun demikian, gas yang digunakan sebagai sumber bahan bakar adalah gas metana. Saat ini kotoran dan urin hewan ternak menjadi pilihan yang sesuai untuk produksi biogas.

Berikut skema pembuatan biogas

 

c.       Sel Surya (Solar cell)

Kita dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik dengan  menggunakan photovoltaic (PV) cell, atau sering disebut solar cell atau sel surya. Ketika cahaya matahari melalui panel surya, cahaya menghasilkan emisi elektron pada komponen panel. Elektron ini kemudian dihubungkan dengan sistem tertentu sehingga dihasilkan listrik yang selanjutnya dialirkan dan disimpan pada baterai sehingga dapat digunakan pada saat mendung atau malam hari.

Panel surya memiliki beberapa keunggulan, di antaranya tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca, mampu menghasilkan energi cukup besar, dan mudah dipasang atau dipindahkan atau dikembangkan. Meskipun memiliki banyak keunggulan, panel surya juga memiliki beberapa kekurangan, di antaranya adalah membutuhkan sistem penyimpanan listrik dan komponen pada panel surya ini termasuk jenis sampah yang berbahaya sehingga harus didaur ulang dengan benar setelah pemakaian selama 20-25 tahun.

d.      Pembangkit Listrik Tenaga Air (Hydropower)

Tenaga air atau hydropower menggunakan energi gerak (energi kinetik) dari aliran air untuk menghasilkan listrik.

 

Secara umum, alat pembangkit listrik tenaga air terdiri atas generator dan turbin. Generator terdiri atas dua bagian utama yakni stator dan rotor. Stator adalah bagian yang diam yang terdiri atas lilitan kabel dam suatu silinder, sedangkan rotor adalah bagian yang berputar mengelilingi poros. Poros pada rotor generator terhubung dengan rotor pada turbin sehingga ketika turbin bergerak berputar karena adanya aliran air maka lilitan dalam stator akan menghasilkan energi listrik. Jadi, cara kerja pembangkit listrik tenaga air ini mengubah energi gerak dari turbin menjadi energi listrik yang dihasilkan melalui generator.

Teknologi ini memiliki beberapa keunggulan, antara lain; dapat menghasilkan energi yang besar, membutuhkan biaya yang sedikit, dan sedikit menghasilkan emisi CO₂. Di samping itu, teknologi hydropower ini memiliki beberapa kelemahan, antara lain banyaknya tanah yang terganggu dan pengalihan tempat tinggal penduduk, menyumbang emisi metana (CH₄) yang dilepaskan di udara akibat terurainya organisme yang mati dalam air, dan mengganggu ekosistem air di daerah muara.

e.      Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut Air Laut dan Ombak (Ocean Power)

Listrik dihasilkan dari aliran air yang berasal dari pasang surut air laut dan ombak. Di beberapa pantai dan muara, level ketinggian air dapat naik atau turun hingga 6 meter bahkan lebih. Bendungan dibangun melintasi bibir pantai dan muara untuk mengambil energi pada aliran air laut ini untuk digunakan sebagai hydropower.

 

f.        Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power)

Ada dua jenis pembangkit listrik tenaga angin yang saat ini dikembangkan, yaitu: pembangkit listrik tenaga angin yang dibangun di daratan dan yang dibangun di pantai seperti yang tampak pada Gambar.

 

Namun demikian, ada beberapa hal yang perlu dipikirkan ketika membangun pembangkit listrik tenaga angin di suatu daerah di antaranya adalah keberadaan angin yang harus cukup besar dan stabil.

g.       Geotermal

Energi geotermal merupakan panas yang tersimpan dalam tanah, lapisan dasar bumi, dan cairan dalam kerak bumi. Salah satu cara untuk mengambil energi geotermal ini dengan

menggunakan sistem pompa panas geotermal “geothermal heat pump system”. Sistem ini dapat memanaskan dan mendinginkan sebuah rumah dengan memanfaatkan perbedaan temperatur.

h.      Fuel Cell dan Hydrogen Power

Ilmuwan saat ini fokus untuk mengembangkan sel bahan bakar “fuel cell” yang menggabungkan gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O₂). Reaksi antara gas H₂ dengan O₂ menghasilkan energi panas yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai sumber listrik. Reaksi antara keduanya dapat dituliskan sebagai berikut: 2H₂ + O₂ → 2H₂O + energi.

 

Berdasarkan reaksi kimia tersebut dapat kita ketahui bahwa selain energi yang dapat dimanfaatkan hasil lainnya adalah uap air.

2.       Bidang Transportasi

a.       Kendaraan Hidrogen

Di dalam kendaraan ini terpasang alat yang mampu mengubah energi kimia dari hidrogen

menjadi energi mekanik, dengan cara membakar hidrogen dalam mesin pembakaran internal atau dengan mereaksikan hidrogen dengan oksigen dalam fuel cell untuk menggerakkan motor listrik.

b.      Mobil Surya (Solar Car)

Mobil surya merupakan mobil yang energi utamanya berasal dari  sinar matahari. Salah satu contoh mobil surya adalah bus surya. Bus ini menggunakan sinar matahari untuk memberikan energi pada alatalat listrik dalam bus dan energi yang digunakan sebagai penggerak pada mesin bus.

c.       Mobil Listrik

Mobil listrik merupakan mobil yang didorong oleh satu atau lebih motor listrik, menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai atau alat penyimpanan energi yang lain.

3.       Bidang Lingkungan

a.       Biopori

Biopori dikenal dengan istilah Teknologi Lubang Resapan (TLR), merupakan teknik untuk membuat wilayah resapan air hujan. Teknik biopori memiliki prinsip yang sama dengan sumur resapan, namun teknik ini diterapkan dengan menyediakan area yang dibuat berlubanglubang (berpori) yang nantinya akan menyerap air hujan dan kemudian disalurkan ke dalam tempat penampungan air.

 

b.      Fitoremediasi

Fitoremediasi merupakan penggunaan tumbuhan untuk menghilangkan, memindahkan,

menstabilkan, atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa organikk maupu anorganik. Melalui Fitoremediasi ini poluttan (zat penyebab polusi) seperti logam berat, pestisida, minyak, dan zat lain yang mengotori tanah, air, atau udara dapat dikurangi bahkan dihilangkan. Contoh tumbuhan yang dapat digunakan dalam fitoremediasi adalah bunga matahari, sawi, eceng gondok, padi, tembakau, dan lidah mertua.

c.       Toilet Pengompos

Toilet Pengompos (Composting Toilet) merupakan toilet kering yang menggunakan proses secara aerob untuk menghancurkan atau mendekomposisi feses yang dihasilkan manusia. Toilet pengompos dapat digunakan sebagai pengganti toilet air pada umumnya. Toilet ini biasanya ditambah dengan campuran serbuk gergaji, sabut kelapa, atau lumut tertentu untuk membantu proses aerob, menyerap air, dan mengurangi bau. Proses dekomposisi ini umumnya lebih cepat dari proses dekomposisi secara anaerob yang digunakan pada septic tank.

d.      Teknologi Pemurnian Air (Water Purification)

Pemurnian air merupakan suatu proses penghilangan zat-zat kimia, kontaminan biologis, partikel-partikel padat, dan gas-gas dari air yang terkontaminasi atau kotor. Secara fisika, pada proses pemurnian air ada proses filtrasi, sedimentasi atau pengendapan, dan destilasi atau penyulingan. Secara biologis, ada pemberian karbon aktif. Secara kimia, ada pemberian klorin (Cl₂) atau penyinaran dengan sinar ultraviolet (UV). Ada banyak teknologi dalam pemurnian air, di antaranya adalah sebagai berikut.

1)      Teknologi Pemurnian Air Sederhana

Pemurnian air dapat dilakukan dengan membuat alat yang berbentuk tabung yang didalamnya terdapat lapisan-lapisan bahan seperti pasir, kerikil, batu, arang, ijuk atau sabut kelapa, dan dapat juga ditambah dengan kapas atau kain katun. Pada penjernihan air dilakukan proses penyaringan kotoran padat yang larut dalam air dengan pasir, kerikil, dan ijuk atau sabut kelapa. Air yang tersaring kotorannya akan melewati arang yang dapat mengurangi kumankuman dalam air. Air kotor dapat dituangkan ke dalam tabung melalui bagian atas tabung, selanjutnya air mengalir pada bagian bawah tabung karena adanya gaya gravitasi atau dibantu dengan tekanan dari luar. Selama mengalir ke bagian bawah tabung, air akan mengalami proses penyaringan sehingga pada bagian bawah dapat diperoleh air bersih.

 

2)      Teknologi Osmosis Balik

 

Pada Gambar di atas terdapat sebuah tabung yang berisi larutan garam dan diberi pemisah membran semipermeabel, yaitu suatu membran yang hanya dapat dilewati oleh molekul tertentu, tetapi tidak dapat dilalui oleh zat lainnya. Contoh zat yang dapat melalui membran semipermeabel adalah air. Pada proses osmosis, pelarut (misalnya air) secara alami berpindah dari daerah yang memiliki konsentrasi zat terlarut (misalnya garam) rendah (encer) melalui suatu membran menuju daerah yang memiliki konsentrasi zat terlarut tinggi (pekat). Pergerakan alami pelarut ini bertujuan untuk menyamakan konsentrasi zat terlarut pada kedua sisi bagian membran. Sebaliknya, pada osmosis balik, pelarut seperti air akan bergerak dari larutan yang pekat ke larutan yang encer. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya tekanan dari luar sehingga dapat membalik aliran alami.

 

Adanya tekanan dari luar akan menyebabkan air dari larutan yang pekat mengalir ke arah larutan encer. Sehingga dapat dihasilkan air yang tidak mengandung garam. Teknologi osmosis balik ini diterapkan dalam pembuatan air minum dari air laut, yakni dengan menghilangkan garam dan zat-zat lain yang tercampur dengan molekul air.

4.       Bidang Industri

a.       Biopulping

Biopulping adalah teknologi ramah lingkungan yang terinspirasi dari proses pelapukan kayu dan sampah tanaman oleh mikroorganisme. Contoh mikroorganisme yang digunakan yaitu dari jenis kapang (jamur) Phlebia subserialis dan Ceriporiopsis subvermispora.

 

C.      Perilaku Hemat Energi dalam Keseharian

Contoh perilaku hemat energi dalam kehidupan sehari-hari, misalnya sebagai berikut:

-          Membudayakan penggunaan sepeda atau jalan kaki untuk kegiatan sehari-hari. Selain menghemat BBM, penggunaan sepeda dan jalan kaki juga dapat mengurangi polusi udara dan meningkatkan kesehatan.

-          Mematikan kendaraan jika sedang tidak digunakan dan jangan terlalu lama menyalakan kendaraan ketika akan digunakan.

-          Mematikan lampu saat tidur dan saat siang hari. Oleh karena itu, saat membangun atau merenovasi rumah, sebaiknya membuat rumah dengan banyak jendela sehingga cahaya matahari dapat masuk ke dalam rumah.

-          Jika menggunakan pompa air listrik untuk mengalirkan air, penuhilah bak mandi dan tempat penampungan air dalam sekali waktu.

-          Membuat jadwal mencuci dan menyeterika pakaian secara teratur. Misal masing-masing dua kali seminggu untuk seluruh pakaian yang kotor.

-          Jika menggunakan kendaraan sebaiknya berangkat lebih pagi agar terhindar dari kemacetan. Kemacetan di jalan membuat kendaraan membuang bahan bakar secara percuma.

-          Memilih peralatan rumah tangga yang hemat energi. Misalnya mengganti lampu pijar yang menghasilkan warna kuning dengan lampu neon yang menghasilkan warna putih atau lampu LED yang dapat bertahan hingga 15 tahun.

-          Jangan buang kertas-kertas bekas begitu saja, tanamkan dalam diri bahwa setiap menggunakan sebuah kertas maka kita telah menebang sebuah pohon.

-          Menggunakan air secukupnya saat mandi atau mencuci.

 
D.      Teknologi Tidak Ramah Lingkungan

1.       Teknologi Pengolahan Minyak Bumi

Petroleum atau minyak mentah pada umumnya “light crude oil” merupakan cairan hitam dan lengket yang keluar dari bumi dan mengandung berbagai senyawa hidrokarbon yang dapat terbakar, serta sedikit sulfur, oksigen, dan nitrogen. Minyak ini terbentuk dari makhluk hidup yang telah mati pada jutaan tahun yang lalu terjebak dalam suatu ruang yang ditutupi oleh bebatuan di dalam tanah atau di dasar laut. Di kilang minyak ini minyak mentah dipanaskan untuk memisahkan komponen-komponen penyusunnya berdasarkan titik didih. Secara sederhana proses penyulingan minyak bumi dapat kamu lihat pada ilustrasi berikut ini.

 

2.       Teknologi Pengolahan Batu Bara

Batubara merupakan bahan bakar fosil berbentuk padat yang terbentuk dari beberapa tahapan dan berasal dari tanaman darat yang terkubur 300-400 juta tahun lalu kemudian terpapar panas yang tinggi dan tekanan selama jutaan tahun. Permasalahan yang muncul ketika kita menggunakan batubara sebagai bahan bakar adalah batubara merupakan bahan bakar yang paling kotor di antara bahan bakar yang lain. Bahkan sebelum batubara dibakar, proses produksi batubara sehingga siap digunakan pun telah merusak tanah dan mencemari

air dan udara. Secara sederhana proses pengolahan batubara sebagai pembangkit listrik dapat kamu lihat pada ilustrasi gambar berikut ini.

 

Sumber :

Buku IPA SMP/MTs Kelas IX Semester 2

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.

Ilmu Pengetahuan Alam/ Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.-- .

Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2015.

(xviii), (230) hlm. : ilus. ; 25 cm.

Untuk SMP/MTs Kelas IX Semester 2

ISBN 978-602-1530-62-7 (jilid lengkap)

1. Sains -- Studi dan Pengajaran I. Judul

II. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan