September 24, 2022

Beton adalah material kedua yang paling banyak digunakan di dunia. Kami membutuhkannya untuk mendukung jembatan, bangunan, teras, tangga, meja, dan banyak lagi—dan penggunaannya telah berkembang dan tiga kali lipat dalam empat puluh tahun terakhir.

Bahan bangunan penting terdiri dari air, agregat kasar, seperti pasir dan kerikil, dan bahan pengikat—di situlah semen, terutama produk berat emisi karbon, masuk.

Menurut Badan Energi Internasional, sektor semen adalah konsumen energi industri terbesar ketiga di dunia, mengkonsumsi tujuh persen dari penggunaan energi industri. Ini juga merupakan penghasil emisi karbon dioksida industri terbesar kedua, bertanggung jawab atas tujuh persen emisi global. Sebagian besar emisi terjadi ketika bahan mentah, biasanya tanah liat dan batu kapur, dipanaskan hingga lebih dari 2500 derajat Fahrenheit untuk menjadi bahan pengikat yang sangat kuat. Sekitar 600 kilogram karbon dioksida dilepaskan per ton semen yang diproduksi.

Namun, semen “hijau” yang berkelanjutan menjadi semakin populer, terutama mengingat jejak lingkungan dari semen tradisional. Contoh terbaru keluar dari Universitas Tokyo tahun lalu, ketika peneliti Kota Machida dan Yuya Sakai membuat semen dari sisa makanan. Limbah makanan telah digunakan sebagai pengisi alternatif semen sebelumnya, tetapi Machida dan Sakai mengembangkan proses pertama di dunia untuk semen yang seluruhnya terbuat dari sisa makanan.

Duo ini menghabiskan waktu berbulan-bulan untuk mencampur sampah makanan dengan plastik agar bahan-bahan tersebut saling menempel. Akhirnya, mereka menemukan kombinasi suhu dan tekanan yang tepat untuk membuat semen hanya dari sisa makanan tanpa aditif. Menggunakan strategi “pengepresan panas” yang biasanya digunakan untuk membuat bahan konstruksi dari bubuk kayu, mereka mencampur bubuk sisa makanan dengan air dan menekannya ke dalam cetakan yang dipanaskan hingga 350 derajat Fahrenheit. Para peneliti mengatakan kekuatan tarik atau lentur semen lebih dari tiga kali kekuatan beton biasa.

See also  Apakah kita salah tentang kredit karbon?

[Related: Tech to capture and reuse carbon is on the rise. But can it help the world reach its climate goals?]

“Bagian yang paling menantang adalah bahwa setiap jenis limbah makanan membutuhkan suhu dan tingkat tekanan yang berbeda,” kata Sakai dalam siaran persnya. Mereka telah menggunakan daun teh, kulit jeruk dan bawang, ampas kopi, kol Cina, dan bahkan sisa makanan dari kotak makan siang.

“Harapan utama kami adalah semen ini menggantikan plastik dan produk semen, yang memiliki dampak lingkungan yang lebih buruk,” kata Machida dalam wawancara dengan AP awal bulan ini.

Insinyur dan peneliti telah mengembangkan inovasi untuk mengurangi jejak karbon semen dan beton selama bertahun-tahun. Pada tahun 2021, para ilmuwan dari Universitas Tokyo menciptakan proses pembuatan beton yang menggunakan kembali produk beton lama (yang sering kali terbuang percuma), memanaskan material pada suhu yang lebih rendah, dan menangkap karbon dioksida dari atmosfer.

Pada tahun 2019, para peneliti dari National Taipei University of Technology di Taiwan dan Departemen Sumber Daya Air di India menemukan bahwa limbah alami dari pertanian dan pertanian akuakultur dapat menggantikan sebagian bahan kasar dan bahan pengikat dalam beton hijau. Ada lebih banyak alternatif, dan meskipun inovasi ini masih dalam tahap awal pengembangan, inovasi ini membawa bahan bangunan lebih dekat untuk memenuhi tujuan pengurangan emisi karbon.

Tetapi ketika membahas tentang meningkatkan limbah makanan menjadi semen untuk digunakan untuk bangunan, Sohan Mone, seorang insinyur desain struktural dengan perusahaan infrastruktur multi-nasional Ferrovial, mengatakan mungkin sulit untuk meyakinkan perusahaan untuk melakukan pertukaran.

“Untuk mengubah cara kami menggunakan semen sepenuhnya akan membutuhkan banyak perubahan mendasar dalam industri kami,” kata Mone. “Semua infrastruktur diarahkan pada cara kerja semen saat ini, dari cara kami memasangnya hingga cara kami mengangkutnya, semuanya.”

See also  Bitcoin tidak akan menjadi hijau dalam waktu dekat

Itu bukan untuk mengatakan bahwa itu tidak bisa dilakukan atau tidak layak, tambah Mone. Tetapi satu jenis teknologi tidak akan menyelesaikan semua masalah dalam industri bangunan.

Salah satu kekhawatiran Mone adalah bahwa produsen semen dan perusahaan konstruksi harus memastikan bahwa semuanya memenuhi standar kinerja dan keselamatan. Sebagian besar proyek infrastruktur besar menggunakan beton, yang menggunakan rebar—baja—untuk memperkuat semen. Semen sendiri, tanpa dukungan struktural tambahan, bertindak seperti porselen. Benda keramik seperti wastafel dan toilet dapat menahan beban tekan, tetapi keramik tidak sekuat beton.

“Saat Anda menerapkan gaya geser, seperti tegangan atau tekukan, [cement used on its own] hancur,” kata Mone. “Ini tidak baik dalam mengambil ketegangan.”

Jadi, menggunakan semen makanan atau alternatif semen dalam beton untuk tujuan yang lebih rumit dan padat bangunan akan memerlukan pengujian keamanan dan daya tahan yang signifikan, kata Mone. Dan organisasi yang mengatur industri dan kontraktor itu sendiri harus diyakinkan akan kelangsungannya.

“Kami sangat diatur, memang demikian, dan kami tidak terlalu bebas dalam hal bahan apa yang bisa kami gunakan,” kata Mone. “Siklus hidup struktur ini bisa ratusan tahun, dan ini merupakan pertanyaan terbuka tentang bagaimana kinerja beberapa hal ini ketika terpapar lingkungan dari waktu ke waktu. Selalu ada ketakutan untuk tidak mengetahui bagaimana sesuatu yang baru akan bereaksi. Dan beton itu sendiri membutuhkan banyak perawatan.”

[Related: Pollution kills 1 in 6 people worldwide.]

Bahan ramah lingkungan juga bisa mahal, yang menurut Mone menambah kesulitan meyakinkan perusahaan untuk menggunakannya. Dalam proyek konstruksi besar, lebih umum melihat pengembang memilih rencana yang paling ekonomis. Tetapi beralih ke semen hijau mungkin sepadan dengan biayanya, terutama ketika penggunaan beton meningkat karena negara-negara berkembang mempercepat proyek konstruksi dan negara-negara lain memperbarui infrastruktur yang menua.

See also  Para antropolog masih bergulat dengan kewajiban mereka terhadap yang hidup dan yang mati

Produksi semen global dapat meningkat sebanyak 23 persen pada tahun 2050, Mission Possible Partnership melaporkan dalam Rencana Aksi Konkrit untuk Iklim. Sama seperti semen dan beton yang membentuk lingkungan binaan kita, dampaknya juga membentuk masa depan iklim kita.

Industri semen perlu mengurangi emisi tahunannya setidaknya 16 persen pada tahun 2030 untuk memenuhi Perjanjian Paris tentang standar perubahan iklim. Dan karena semen dan beton akan sangat penting untuk pengembangan di masa depan, para peneliti berpendapat bahwa membuat input material untuk semen akan menjadi salah satu cara tercepat untuk mengurangi emisi dan dampak lingkungan.

“Mengingat urgensi tantangan dan waktu yang dibutuhkan secara historis untuk sistem teknologi untuk berkembang, dorongan yang cukup besar akan diperlukan untuk mengeluarkan semen rendah karbon generasi berikutnya dari lab dan masuk ke pasar. Tidak semua akan berhasil, tetapi mereka yang berhasil dapat memiliki potensi dekarbonisasi yang signifikan,” Chatham House, sebuah lembaga kebijakan, menulis dalam laporan Making Concrete Change: Innovation in Low-carbon Cement and Concrete mereka tahun 2018.

Pertumbuhan kota dan perbaikan infrastruktur tentu tidak akan melambat dalam waktu dekat. Namun, dengan perkembangan baru dalam bahan bangunan yang lebih hijau, dampak karbon dari revitalisasi lingkungan binaan tidak harus terlalu besar.