Bangunan konstruksi ringan hemat biaya dengan menggunakan teknologi. Cara ini dapat diterapkan saat membangun konstruksi sektor industri manufaktur, otomotif, pesawat terbang, pembuatan kapal (dok), dan roket ruang angkasa. Bagaimana mengurangi 25 persen emisi CO2?
Tiap merencanakan pembangunan berbasis konstruksi—baik bangunan sipil, infrastruktur seperti dam, irigasi, pelabuhan—membutuhkan perencanaaan konstruksi. Para insinyur yakni perancang bangunan memilih konstruksi ringan yang akan diterapakan saat proses pembangunan.
Konstruksi ringan merupakan bagian teknologi utama yang digunakan ketika membangun fasilitas berupa bangunan untuk digunakan di sektor industri manufaktur, kendaraan atau otomotif, pesawat, pembuatan kapal (dok), dan fasilitass pembangunan aerospace atau roket ruang angkasa.
Pada proses pelaksaan konstrusi dibutuhkah energi dan pada saat yang bersamaan, diharuskan pengurangan berat badan atau bobot hemat energi—bertujuan penghematan (tinggi) emisi yang potensial sebagai perusak iklim dan lingkungan.
Bagaimana membangun suatu konstruksi tanpa menghasilkan banyak emisi? Upaya yang dilakukan di berbaga negara sejauh ini masih berbiaya relatif tinggi, dan hal itu menjadi salah satu faktor penghambat—terutama pembuatan teknologi yang tepat. Bagaimana solusi terbaik?
Tim peneliti yang bekerja di proyek EU ALLIANCE—termasuk garapan produsen mobil, pemasok bahan pendukung, dan lembaga peneliti yang berkerja sama untuk mengubah paradigma lama, bahwa pengurangan emisi memerlukan ongkos mahal—diubah oleh para ahli—emisi lebih rendah.
Pengerjaan proyek EU ALLIANCE itu dikoordinasikan oleh Daimler produsen mobil dan Institut Fraunhofer untuk Daya Tahan dan Keandalan Sistem LBF.
Para peneliti menghasilkan komponen yang lebih ringan yang mencapai 33 persen, dan sebenarnya dapat direalisasikan dengan biaya tambahan kurang dari Euro 3 per kilogram bahan baku yang digunakan dan diirit.
Artinya, para peneliti menghemat 33 persen dari jumlah bahan baku yang digunakan misalnya untuk sektor otomotif.
Mengingat dampak negatif perubahan iklim, para ahli menyimpulkan penting untuk mengurangi emisi berbahaya yang berasal dari mobil atau kedaraan dan sektor industri yang menggunakan mesin produksi. Bagaimana mengurangi emisi dari kendaraan-kendaraan saat melaju di jalah raya?
Salah satu pendekatan yang tepat dilakukah dengan mengurangi berat badan kendaraan. Artinya, bahan baku seperti logam (baja) untuk membentuk bodi atau kerngka kendaraan harus dikurangi minimal 33 persen seperti dianjurkan oleh para peneliti.
Dan proses perakitan kendaraan pun menggunakan konstruksi ringan. Sejauh ini, seberapa tinggi harga komponen-komponen (bahan baku seperti logam) justru menghalangi penggunaannya dalam skala besar.
Contohnya komponen ringan, harganya terlalu mahal untuk model mobil murah. Jika diterapkan konstruksi ringan yang berlaku untuk sebagian besar komponen mobil bawaan seperti sekrup, dan lain-lain, maka nilai harga harus diutak-atik untuk mencapai besaran yang tepat.
Bagimana mengurangi emisi CO2 hingga 25 persen? Inilah upaya yang dilakukan oleh para mitra dalam proyek EU ALLIANCE—kependekan AffordabLe Lightweight Automobiles AlliaNCE.
Para ahli mengeksplorasi penghematan biaya sehemat mungkin dengan mengembangkan teknologi yang sesuai.
Enam produsen mobil, enam pemasok komponen dan bahan serta lembaga penelitian yang terlibat. Proyek ini dikoordinasikan oleh Daimler dan Institut Fraunhofer untuk Daya Tahan dan Keandalan Sistem LBF di Darmstadt.
“Kami bersama dapat menunjukkan bahwa konstruksi ringan berbiaya rendah adalah mungkin diwujudkan dengan menggunakan teknologi yang tepat,” tandas Prof. Thilo Bein, Manajer Manajemen Sains Fraunhofer LBF.
Merangkap sebagai sekretaris proyek, Prof. Thilo Bein mengoordinasikan para mitra, meevaluasi hasil pekerjaan tim, mengatur jadwal pertemuan, dan pekerjaan lainnya yang berkaitan dengan proyek EU ALLIANCE.
“Kami mampu menghemat lebih dari 30 persen dari berat masing-masing komponen. Dengan demikian mengurangi 25 persen emisi CO2 dan biaya hanya Euro 2,67 per kilogram komponen—ini diterima oleh produsen mobil dengan memperhitungkan keseimbangan CO2,” jelas Prof. Thilo Bein.
Prof. Thilo Bein menambahkan tercapai keseimbangan energi sejak awal pengerjaan proyek sehingga biaya dapat dikurangi lebih efisien dan sesuai dengan hasil proyek.
Para peneliti di Fraunhofer LBF tidak hanya berkontribusi pada proyek dalam hal koordinasi, juga berkontribusi di bidang penelitian misalnya dalam rancang desain komponen.
Jika bahan baru yang digunakan untuk produksi komponen mobil misalnya, parameter seperti ketebalan dinding, frekuensi alami komponen—penting dihitung tingkat kebisingan dan berat harus dioptimalkan.
Dalam banyak kasus, ini dilakukan dengan menggunakan metode elemen misalnya, fender virtual dibagi menjadi banyak unit kecil, dan perilaku fisik bahan dan kemudian dihitung dan dioptimalkan yan modelnya sangat kompleks.
“Kami mengembangkan model parameter di Fraunhofer LBF dengan menyederhanakan prosedur,” imbuh Prof. Thilo Bein.
Para ahli mengurangi kompleksitas model, sementara parameter seperti berat, frekuensi alami atau ketebalan dinding tetap dipertahankan. Tim menggunakan model ini untuk optimasi—jauh lebih mudah—kemudian mentransfer hasilnya kembali ke model elemen yang asli.
“Optimalisasi multi-parameter ini dapat digunakan baik pada fase konsep awal dan dalam desain rinci nanti,” tambah Prof. Thilo Bein.
Para peneliti menguji metode dalam modul demonstrator virtual untuk komponen front-end Opel. Langkah-langkah iterasi dalam desain berkurang, dan parameter yang diinginkan lebih baik tercapai.
Proyek AlliaNCE ini mencakup pengembangan proses penyatuan yang tepat untuk menghubungkan komponen ringan dengan aman dan hasilnya adalah 14 proses penyambungan yang berbeda dapat dilakukan.
Para ahli Fraunhofer menerapkan keahlian dalam pengujian kelelahan konstruksi. Misalnya, untuk proses sambungan hibrid seperti paku keling dalam kombinasi dengan perekat, tim melakukan sampel seperti komponen ke berbagai beban siklus dan memeriksa seberapa baik koneksi menahan prosedur ini.
Para peneliti memeriksa lebih lanjut dari kekuatan operasional pada bagian bawah bodi plastik dari Toyota. Kedua tes memberikan hasil yang baik. Kebutuhan penelitian lebih lanjut pada bagian konsorsium ditentukan—proyek tindak lanjut sedang dalam persiapan.
“Hasilnya akan kami lanjutkan ke pengembangan produk dalam beberapa tahun mendatang,” Prof. Thilo Bein menandaskan keyakinannya.
Tampung Tenaga Surya di Atap Rumah, Pasokan Energi Terpenuhi 