Kotoran Manusia Diubah Jadi Campuran Beton, Hasilnya Makin Kokoh

Suara.com - Sekelompok ilmuwan di India menemukan cara tak terduga untuk membuat beton lebih kuat: mencampurnya dengan kotoran manusia. Alih-alih merusak struktur bangunan, campuran ini justru membuat beton semakin kokoh seiring waktu.

Penelitian yang dipimpin insinyur sipil Raghuvesh Tiwari dari Manipal University Jaipur ini menggunakan biochar, yaitu material kaya karbon yang dihasilkan dari pembakaran bahan organik pada suhu tinggi tanpa oksigen. Bedanya, biochar dalam riset ini tidak berasal dari kayu atau sekam padi seperti biasanya, melainkan dari lumpur tinja yang diolah di instalasi pengolahan limbah tinja di Warangal, India.

Konsep ini muncul karena beton, yang menjadi fondasi hampir seluruh proyek konstruksi di dunia, memiliki masalah lingkungan besar pada bahan utamanya, yaitu semen. Proses pemanasan dan pengolahan batu kapur untuk membuat semen tercatat sebagai salah satu sumber emisi karbon dioksida terbesar di dunia. Di sisi lain, manusia setiap hari menghasilkan limbah tinja dalam jumlah masif yang harus dikelola.

Tim peneliti kemudian berpikir, jika biochar dari serbuk kayu, kayu, dan sekam padi terbukti efektif untuk membuat beton, mengapa tidak mencoba kotoran manusia?

Mengapa Bisa Lebih Kuat?

Lumpur tinja terlebih dahulu dikeringkan, kemudian dipanaskan pada suhu 350 hingga 450 derajat Celsius dalam kondisi minim oksigen untuk menghasilkan biochar. Material ini lalu digiling dan disaring menjadi bubuk halus sebelum digunakan menggantikan sebagian semen dalam adukan beton konvensional, dengan proporsi 5, 10, dan 15 persen.

Hasilnya mengejutkan. Setelah 91 hari masa pengerasan, beton dengan kandungan biochar 5 persen mencatat peningkatan rata-rata 20 persen pada kekuatan tekan dan 36 persen pada kekuatan lentur. Sementara pada proporsi 10 persen, peningkatan itu bahkan lebih besar, yakni 21 persen untuk kekuatan tekan dan 42 persen untuk kekuatan lentur dibanding beton biasa.

Para peneliti menduga ada beberapa mekanisme yang bekerja bersamaan. Biochar dari tinja memiliki struktur sangat berpori sehingga mampu menyerap air dan melepaskannya secara bertahap saat beton mengeras, sehingga berfungsi seperti reservoir kecil yang menjaga ketersediaan air untuk reaksi kimia pengerasan semen.

Selain itu, biochar ini kaya kandungan silika yang dapat bereaksi dengan senyawa yang terbentuk saat semen mengeras, membentuk lebih banyak kalsium silikat yang memberi kekuatan pada beton — reaksi pozzolanic yang sama seperti yang digunakan bangsa Romawi kuno dalam beton mereka, hanya saja menggunakan bahan berbeda. Partikel halus biochar juga dapat mengisi celah dalam beton sehingga bahan-bahannya memadat dan terikat lebih baik, yang terbukti dari struktur beton berkadar 5 persen yang tampak lebih rapat di bawah mikroskop.

Meski hasilnya menjanjikan, para peneliti menegaskan bahwa temuan ini belum siap diterapkan langsung untuk membangun gedung pencakar langit. Penelitian lanjutan masih diperlukan untuk menguji performa material ini dalam kondisi nyata, seperti siklus beku-cair, kadar garam, dan suhu ekstrem.

Persoalan lain yang perlu diwaspadai adalah potensi akumulasi logam berat, yang memang menjadi masalah umum pada lumpur limbah.

Mengunci logam berat berbahaya di dalam beton bisa jadi menguntungkan, tetapi belum diketahui apakah zat tersebut akan tetap terkunci atau justru bisa meluruh seiring waktu. Studi ini juga belum mengevaluasi dampaknya terhadap emisi karbon secara keseluruhan.

Terlepas dari sejumlah pekerjaan rumah tersebut, temuan ini membuka peluang besar. Dengan menggantikan sebagian kecil semen menggunakan material dari limbah yang terus-menerus dihasilkan manusia dalam jumlah tak terbatas, inovasi ini berpotensi menjawab dua masalah sekaligus: pengelolaan limbah tinja dan kebutuhan bahan bangunan yang lebih ramah lingkungan.

Penulis: Inesia Dian