E-book LKTIN KMTM 2020

DAFTAR ISI

Cover
Lembar Pengesahan .............................................................................................. i
Lembar Pernyataan Orisinalitas Karya Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional 2020 ii
Kata Pengantar....................................................................................................iii
Daftar Isi............................................................................................................. iv
Daftar Gambar ..................................................................................................... v
Daftar Tabel........................................................................................................ vi
Daftar Lampiran................................................................................................. vii
Abstrak ............................................................................................................. viii
BAB I : PENDAHULUAN................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 1
1.3. Tujuan dan Manfaat................................................................................. 1

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 3
2.1. Pengertian Dasar ..................................................................................... 3
2.2. Klasifikasi Massa Batuan ........................................................................ 4

BAB III : METODE PENELITIAN.................................................................. 8
3.1. Tahap Pengerjaan .................................................................................... 8
3.2. Diagram Alir ........................................................................................... 9

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 10
4.1.Aspek Geologi Daerah Penelitian ........................................................... 10
4.2.Aspek Geomorfologi Daerah Penelitian.................................................. 12
4.3.Aspek Geologi Teknik Daerah Penelitian ............................................... 14

BAB V : PENUTUP ......................................................................................... 19
5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 19
5.2. Rekomendasi......................................................................................... 19

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian gerakan tanah. ........................................................... 3
Gambar 2.2 Pengukuran jarak dengan metode scanline ........................................ 4
Gambar 2.3 Contoh gambaran kondisi diskontinuitas ........................................... 6
Gambar 3.1 Diagram alir...................................................................................... 9
Gambar 4.1. Peta lintasan daerah penelitian ....................................................... 10
Gambar 4.2. Peta geologi daerah penelitian........................................................ 11
Gambar 4.3. Penampang geologi daerah penelitian ............................................ 11
Gambar 4.4. Diagram rose hasil analisis kekar ................................................... 11
Gambar 4.5. Peta geomorfologi daerah penelitian .............................................. 12
Gambar 4.6. Penampang geomorfologi daerah penelitian ................................... 13
Gambar 4.7. Klasifikasi jenis tanah (USCS). ...................................................... 15
Gambar 4.8. Hasil atterberg limit....................................................................... 15
Gambar 4.9. Hasil analisis RMR ........................................................................ 16
Gambar 4.10. Peta geologi teknik daerah penelitian ........................................... 17
Gambar 4.11. Hasil analisis Slide ....................................................................... 18
Gambar 4.12. Hasil analisis Plaxis ..................................................................... 18

v

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Klasifikasi Van Zuidam (1983).......................................................... 13

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Lokasi pembukaan lahan
Lampiran 2. Lokasi pengukuran RQD dan RMR
Lampiran 3. Lokasi singkapan pengaambilan sampel

vii

Subtema : Pembangunan dan Infrastruktur
ANALISA GEOLOGI TEKNIK DALAM PERENCANAAN

PEMBANGUNAN
DAERAH BEBAS LONGSOR DI DESA NGADIRGO DAN SEKITARNYA,

KECAMATAN MIJEN, KABUPATEN SEMARANG, JAWA TENGAH

Eva Cintia Purba1, Agus Nur Shidik1, Andrian Nur Habib Musthofa1
1Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Profesor H. Soedarto Sarjana Hukum, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah
50275

[email protected], [email protected],
[email protected]

ABSTRAK

Dalam perencanaan pembangunan sebuah daerah perlu dilakukan studi geologi
teknik. Studi geologi teknik merupakan sebuah kajian berdasarkan pada kondisi
geologi dan sifat teknis batuan. Desa Ngadirgo dan sekitarnya di Kecamatan Mijen,
Kabupaten Semarang merupakan salah satu desa yang berpotensi terjadi Gerakan
tanah akibat adanya lereng-lereng yang cukup terjal dengan pelapukan batuan yang
relatif sedang-tinggi, kemudian di daerah tersebut juga dikontrol oleh struktur
geologi berupa kekar. Agar pembangunan infrastruktur di kawasan ini berjalan
dengan baik, tentunya diperlukan penyelidikan geologi teknik dan analisis
kestabilan lereng. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
observasi langsung di lapangan dengan mengumpulkan beberapa sampel tanah
untuk dianalisis dan juga dilakukan analisis laboratorium untuk mengetahui nilai
kekuatan tanah/batuan di daerah tersebut. Pengolahan data kestabilan lereng
dilakukan dengan bantuan software Plaxis 8.6. Berdasarkan litologinya, daerah
penelitian tersusun atas litologi batupasir dan breksi, kemudian jenis tanah yang ada
di daerah tersebut berupa tanah asli dan tanah urugan. Hasil dari perhitungan
morfometri daerah penelitian memiliki persen lereng sekitar 3-7% yang
berdasarkan klasifikasi Van Zuidam (1985) termasuk ke dalam satuan relief
perbukitan bergelombang landai. Hasil analisis struktur geologi menggunakan
diagram rose didapatkan orientasi kekar dengan arah tegasan yaitu tenggara-barat
laut. Kemudian hasil dari analisis laboratorium tanah di daerah penelitian memiliki
nilai PI = 13.733, PL = 29.897, dan LL = 43.629 yang mana termasuk dalam batuan
yang baik (Bieniawski, 1989). Berdasarkan pengolahan data kestabilan lereng,
didapatkan nilai SF yaitu 1.342 yang menunjukkan kondisi lereng yang ada di
daerah penelitian masih cukup stabil dan aman. Namun, proses erosi dan pelapukan
oleh tenaga eksogen yang terus bekerja mengikis batuan di daerah tersebut,
menjadikan daerah Ngadirgo dan sekitarnya berpotensi terjadi proses gerakan
tanah. Oleh karena itu, sebaiknya dalam proses pembangunan infrastruktur di
daerah penelitian direkomendasikan untuk dilakukan grouting. Selain itu,
diperlukan pembuatan turap baja atau jala kawat pada bagian lereng untuk
meminimalisir terjadinya gerakan tanah atau longsor.

Kata Kunci : Mijen, Studi Geologi Teknik, Longso

viii

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Adanya pertumbuhan penduduk yang meningkat menyebabkan

kebutuhan akan penggunaan lahan juga meningkat. Hal ini menyebabkan
meningkatnya kecepatan pembangunan berupa perumahan dan infrastruktur.
Dalam perencanaan pembangunan sebuah daerah perlu dilakukan penyelidikan
geologi teknik agar dapat meminimalisir terjadinya kerusakan bangunan akibat
peristiwa alam. Studi geologi teknik merupakan sebuah kajian berdasarkan
pada kondisi geologi dan sifat teknis batuan. Desa Ngadirgo dan sekitarnya di
Kecamatan Mijen, Kabupaten Semarang merupakan salah satu desa yang
sedang dalam proses pembangunan, baik berupa gedung, rumah, maupun jalan.
Namun, daerah tersebut berpotensi terjadi gerakan tanah akibat adanya lereng-
lereng yang cukup terjal dengan pelapukan batuan yang relatif sedang-tinggi.
Kemudian di daerah ini juga dikontrol oleh struktur geologi berupa kekar. Agar
pembangunan infrastruktur di kawasan ini berjalan dengan baik, tentunya
diperlukan pemetaan geologi teknik dan analisis kestabilan lereng. Pemetaan
geologi teknik merupakan sebuah metode awal untuk mengetahui kondisi
permukaan dari suatu daerah terkait aspek geologi, geomorfologi, struktur
geologi, kestabilan lereng, dan persebaran jenis tanah dari suatu daerah.
Pemetaan geologi teknik bermanfaat dalam menyajikan data-data geologi
teknik yang menjadi acuan dalam suatu proyek pembangunan infrastruktur
serta rekomendasi dalam pembangun tersebut.
1.2. Rumusan Masalah
a. Bagaimana kondisi daerah penelitian jika dilihat dari aspek geologi dan

geomorfologi?
b. Bagaimana kondisi daerah penelitian jika dilihat dari aspek geologi teknik?
c. Apakah kondisi daerah penelitian aman untuk dilakukan pembangunan?
d. Apa rekomendasi agar daerah penelitian menjadi lebih aman untuk

dilakukan pembangunan?
1.3. Tujuan dan Manfaat

1

Pemetaan geologi teknik memiliki tujuan sebagai berikut:
a. Mengetahui kondisi geologi, geomorfologi, struktur geologi dari suatu

daerah.
b. Mengetahui persebaran jenis tanah dari suatu daerah.
c. Mengetahui kestabilan lereng dari suatu daerah.
d. Dapat memberikan rekomendasi terkait rekayasa geologi teknik dalam

proses pembangunan infrastruktur.
Adapun manfaat dari analisis yang dilakukan yaitu dapat dipakai

sebagai sebagai dasar dan pertimbangan dalam melakukan pembangunan dan
infrastruktur.

2

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Dasar
Lereng adalah permukaan bumi yang membentuk sudut kemiringan

tertentu dengan bidang horizontal. Analisis kemantapan lereng (slope stability)
diperlukan sebagai pendekatan untuk memecahkan masalah kemungkinan
longsor yang akan terjadi pada suatu lereng.

Gambar 2.1. Bagian-bagian gerakan tanah (https://pubs.usgs.gov/fs/2004/3072/fs-2004-
3072.html)

Kemantapan lereng tergantung pada Gaya penggerak (driving force)

dan Gaya penahan (resisting force). Menurut Prof. Hoek (1981) kemantapan

lereng biasanya dinyatakan dalam bentuk faktor keamanan yang dapat

dirumuskan sebagai berikut:

F= Gaya Penahan
Gaya Penggerak

Dimana:
• F = Faktor Keamanan
• Fk > 1 berarti lereng aman
• Fk = 1 berarti lereng dalam keadaan seimbang
• Fk < 1 berarti lereng dianggap tidak stabil

Terzaghi (1950) membagi penyebab longsoran lereng terdiri dari

3

pengaruh dalam (internal effect), seperti perubahan sifat fisik material dan
perubahan kuat geser tanah, serta pengaruh luar (external effect) seperti
menyebabkan gaya geser dan tidak merubah kuat geser tanah. Analisis
stabilitas lereng didasarkan pada konsep keseimbangan batas plastis (limit
plastic equilibrium). Maksud analisis stabilitas adalah untuk menentukan
faktor aman dari bidang longsor yang potensial.
2.2. Klasifikasi Massa Batuan

Bieniawski (1989) mempublikasikan suatu klasifikasi massa batuan
yang disebut Rock Mass Rating (RMR). Parameter yang digunakan dalam
klasifikasi RMR yaitu Kuat tekan uniaksial batuan utuh (σc), Rock Qualily
Designation (RQD), Spasi bidang diskontinu, Kondisi bidang diskontinu, dan
Kondisi air tanah.
a. Kuat Tekan Batuan Utuh

Untuk mengetahui kuat tekan batuan utuh dapat dilakukan
dengan dua pengujian, yaitu uji laboratorium dan uji langsung di lapangan.
Hoek and Brown, 1980 memberikan index classification of rock material
untuk mengestimasi kisaran nilai kuat tekan batuan di lapangan dengan
menggunakan kuku, pisau, dan palu geologi.
b. Discontinuity Spacing

Jarak antar (spasi) bidang diskontinu didefinisikan sebagai jarak
tegak lurus antara dua diskontinuitas berurutan sepanjang garis
pengukuran yang dibuat sembarang. Menurut ISRM, jarak antar (spasi)
diskontinuitas adalah jarak tegak lurus antara bidang diskontinu yang
berdekatan dalam satu set diskontinuitas. Pengukuran Jarak atau spasi
kekar bidang diskontinuitas dapat dilakaukan dengan metode scanline.
Scanline pada permukaan lereng/ bukaan tambang minimal 50 m dengan
menyesuaikan kondisi medan yang terdapat di lapangan dan ketersediaan
alat.

4

Gambar 2.2. Pengukuran jarak dengan metode scanline (ISRM)
Untuk menentukan jarak kekar yang sebenarnya diperlukan koreksi antara
orientasi kekar terhadap orientasi scanline (Kramadibrata, 2012), yaitu:

d ≤ 180O, n = d + 180O
d > 180O, n = d – 180O
= 90O – d
n

Dimana:

j (i,i+1) = jarak semu antara 2 kekar yang berurutan dalam satu set

(m)

d (i,i+1) = jarak sebenarnya antara 2 kekar yang berurutan (m)
θ = sudut normal

n = arah dip dari garis normal

s = arah scanline

d = arah dip dari kekar

n = dip dari garis normal

s = sudut kemiringan scanline

d = dip dari kekar

c. Rock Qualily Designation (RQD)

Rock Quality Designation (RQD) terbagi dalam dua metode,

yaitu Metode Langsung dan Metode Tidak Langsung. Pengukuran RQD

pada metode langsung biasanya dilakukan pada sampel core. Pada metode

tidak langsung, pengukuran RQD dapat ditentukan dari frekuensi

5

discontinuity yang diperoleh dari sampling scanline. Ini merupakan

metode yang dilakukan dengan cara mengukur total bidang diskontinuitas

(sesar) per meter. Rumus yang digunakan yaitu:

RQD = 100e-λt(λt+1), berdasarkan Priest dan Hudson (1976).

Dimana:
λ = jumlah total bidang diskontinuitas per meter

Pengukuran RQD juga bisa diperkirakan menggunakan korelasi

antara RQD dan frekuensi volume discontinuity (λv). Ini merupakan

metode yang duginakan dalam analisis dengan cara mengukur total kekar

per meter. Rumus yang digunakan yaitu:

RQD = 115 – 3,3 Jv, berdasarkan Palmstrom (1982).

Dimana:

Jv = jumlah total kekar per meter3

d. Discontinuity Condition

Ada lima karakteristik diskontinuitas yang masuk dalam pengertian

kondisi diskontinuitas menurut Bieniawski 1989, meliputi :
 Kemenerusan (persistence)
 Jarak antar permukaan kekar atau celah (separation/aperture),
 Kekasaran diskontunyitas (roughness)
 Material pengisi (infilling/gouge)
 Tingkat kelapukan (weathering).

6

Gambar 2.3. Contoh gambaran kondisi diskontinuitas

e. Groundwater Condition
Pengamatan kondisi air tanah pada bidang diskontinu dapat dilakukan
dengan beberapa alternatif pilihan (Bieniawski, 1989):
 Debit air tiap 10 meter panjang scanline.
 Tekanan air pada bidang diskontinu dengan tegangan utama maksimum.
 Kondisi umum, yaitu: kering, basah, lembab, menetes, dan mengalir.

7

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1. Tahapan Pengerjaan
Tahapan pengerjaan pada pemetaan Geologi Teknik terbagi menjadi tiga tahap
yaitu pra-pemetaan, pemetaan, serta pasca pemetaan. Berikut penjelasan dari
tiga tahap tersebut:
a. Pra-Pemetaan

 Pembuatan peta dasar kavling pemetaan menggunakan aplikasi

ArcGIS.

 Melakukan kegiatan reconnaissance di daerah kavling pemetaan untuk

mengetahui kondisi lapangan serta perencanaan pengambilan titik
STA.

 Persiapan alat dan bahan yang akan dipakai selama kegiatan pemetaan.
 Studi literatur yang berhubungan dengan kavling pemetaan untuk

mengetahui gambaran daerah pemetaan dan penelitian yang sudah
terlebih dahulu dilakukan di kavling pemetaan.
b. Pemetaan
 Melakukan deskripsi serta pengambilan data geologi berupa data
litologi, geomorfologi, maupun data struktur geologi.
 Melakukan deskripsi serta pengambilan data geologi teknik seperti
jenis tanah, potensi longsor.
 Melakukan pengambilan sampel litologi atau batuan yang mendukung
data geologi teknik.
 Melakukan pengambilan sampel tanah untuk dilakukan pengukuran
data geologi Teknik yaitu RQD, RMR, serta klasifikasi tanah dan
batuan dan Atterberg Limit Test.
c. Pasca Pemetaan
 Pengolahan data lapangan terutama data geologi teknik yaitu RQD,
RMR, serta klasifikasi tanah dan batuan dan Atterberg Limit Test.
 Penyusunan laporan dan poster meliputi analisis data pemetaan serta
pembuatan peta geologi maupun peta geologi teknik.

8

3.2. Diagram Alir

Mulai

Tahap Pra Pemetaan
Pembuatan peta dasar

Reconnaissance
Tahap Pemetaan

Pendeskripsian data geologi dan geologi teknik

Pengambilan sampel tanah dan batuan
Tahap Pasca Pemetaan

Pengolahan data Geologi Teknik (RQD, RMR, Persebaran longsor,
Kestabilan lereng)

Penyunan poster dan Laporan
Selesai

Gambar 3.1. Diagram alir

9

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Aspek Geologi Daerah Penelitian
Dari hasil pemetaan pada kavling yang berlokasi di daerah daerah

Ngadirgo dan sekitarnya, Kecamatan Mijen, Kota Semarang tersusun atas dua
satuan litologi berdasarkan kenampakan dan karakteristik masing-masing yaitu
satuan breksi dan batupasir. Persebaran satuan breksi sekitar 35% dan
persebaran batupasir meliputi sekitar 65%. Keterdapatan masing-masing
satuan litologi yang ditemukan dapat lebih dapat dilihat melalui peta lintasan
dibawah (Gambar 4.1). Diperoleh 32 STA yang didapatkan saat pemetaan.
Untuk mendeterminasi jenis litologi yang berbeda dalam setiap satuan batuan
maka dilakukan pengamatan litologi saat dilapangan, studi literatur serta
pengolahan laboratorium dari sampel tanah atau soil yang telah diambil pada
setiap STA untuk menentukan batuan asal berdasarkan lapukan batuan berupa
soil atau tanah terebut. Struktur yang berkembang di daerah pemetaan ini
adalah berupa kekar – kekar yang terdapat pada tubuh satuan litologi breksi
vulkanik (Gambar 4.2) dengan arah tegasan utama berasal dari NE-SW dan
orientasi kekar yakni NW-SE (Gambar 4.4). Keberadaan struktur berupa kekar
menyebabkan kondisi batuan di daerah penelitian menjadi kurang stabil dan
memperbesar potensi terjadinya gerakan tanah (Gambar 4.3).

Gambar 4.1. Peta lintasan daerah penelitian.

10

Gambar 4.2. Peta geologi daerah penelitian.

Gambar 4.3. Penampang geologi daerah penelitian.

Gambar 4.4. Diagram rose hasil analisis kekar.
11

4.2. Aspek Geomorfologi Daerah Penelitian
Secara keseluruhan daerah pemetaan termasuk dalam satu satuan

bentuklahan (Gambar 4.5) yaitu satuan bentuklahan denudasional. Deliniasi
satuan bentuklahan pada daerah pemetaan menerapkan klasifikasi berdasarkan
Van Zuidam (1985) yang digunakan untuk memberi nama satuan bentuklahan
daerah pemetaan berdasarkan kenampakan langsung dan morfogenesa
pembentukannya serta analisis kerapatan kontur atau berdasarkan
topografinya. Aspek geomorfologi yang diamati secara langsung yaitu melalui
kondisi sebenarnya yang terlihat langsung di lapangan pemetaan melalui
parameter seperti daerah satuan struktural biasanya didominasi oleh adanya
keterdapatan struktur geologi serta elevasi daerah yang tinggi, sedangkan
daerah denudasional didominasi oleh keterdapatan banyaknya aktivitas
masyarakat seperti di wilayah pemukiman, persawahan, perkebunan, dan
kenampakan lapangan dimana elevasinya rendah (hampir datar), serta
didukung secara topografi oleh kontur yang renggang. Berdasarkan peta
geomorfologi beserta keadaan geologi yang ada di lapangan pemetaan dibuat
penampang geomorfologiyang mengaitkan unsur-unsur geomorfik darah
pemetaan.

Gambar 4.5. Peta geomorfologi daerah penelitian.

12

Gambar 4.6. Penampang geomorfologi daerah penelitian.

Geomorfologi daerah pemetaan berupa bentuklahan denudasional
(Gambar 4.5). Satuan bentuklahan ini dideterminasi dan didelineasi
berdasarkan aspek morfologi, morfometri, morfogenesa dan proses gemorfik
yang terjadi di daerah pemetaan. Satuan bentuklahan ini memiliki tingkat erosi
dan pelapukan yang sedang – tinggi, hal ini mengindikasikan bahwa proses
yang dominan membentuk morfologi ini adalah proses eksogen berupa erosi
dan pelapukan dimana proses ini adalah proses yang terjadi diatas permukaan
bumi yang kemudian mengubah morfologi bentuklahan ini. Berdasarkan
perhitungan morfometri persen kelerengan sebesar 5.9% (Tabel 4.1).

Tabel 4.1. Klasifikasi Van Zuidam (1983).

Berdasarkan tabel klasifikasi tersebut, didapatkan bahwa
berdasarkan morfometrinya, daerah pemetaan tergolong dalam hampir datar
hingga bergelombang landai (Gambar 4.5). Kombinasi antara morfometri dan
morfogenesanya menunjukkan satuan ini diklasifikasikan sebagai satuan
bergelombang landai dan dapat dikatakan satuan bentuklahan denudasional
dengan adanya banyak aktivitas manusia yang telah berkembang di daerah
pemetaan sehingga daerah telah banyak terdenudasi. Daerah pemetaan

13

memiliki tingkat erosi dan pelapukan yang tinggi dimana hal ini sesuai dengan
pengamatan geomorfologi yang dilakukan selama pemetaan berlangsung.

Penyebaran satuan ini mencakup 100% dari total wilayah daerah
pemetaan dengan slope rata-rata sekitar 2ᵒ - 8ᵒ. Adapun pola pengaliran yang
dijumpai pada satuan ini adalah pola pengaliran dendritik. Pola pengaliran
dendritik ialah sistem aliran yang membentuk seperti cabang – cabang pohon.
Geomorfologi daerah ini juga lebih dikontrol oleh litologi batuan yang
resistensinya beragam dimana litologi pada satuan ini berupa breksi vulkanik
dan batupasir.

Litologi batuan yang terdapat di bentuklahan ini memiliki resistensi
batuan yang cukup rendah atau kecil sehingga hal ini menandakan bahwa
bentuklahan ini adalah daerah dengan kontur yang renggang dan tingkat
kelerengan rendah atau datar. Pada daerah dataran ini, ditemukan struktur
geologi yang tidak intensif, hanya kekar – kekar minor pada tubuh batuan
breksi vulkanik. Hal ini berkaitan karena daerahnya yang datar – hampir datar
dan sudah mengalami pelapukan dengan tingkat yang tinggi. Pada satuan ini
memiliki tata guna lahan sebagai wilayah pemukiman, perkebunan/ladang, dan
persawahan. Potensi positif yang dapat dikembangkan pada satuan ini berupa
kawasan pertanian yang terkelola serta sumber air bersih yang dapat dilihat dari
keterdapatan sumur – sumur warga yang menggunakan air untuk keperluan
warga. Sedangkan potensi negatif yang dapat terjadi adalah adanya
kemungkinan gerakan tanah.
4.3. Aspek Geologi Teknik Daerah Penelitian

Berdasarkan potensi gerakan tanah yang ada di daerah penelitian,
maka perlu dilakukan penyelidikan geologi teknik sebagai upaya preventif
dalam membangun daerah bebas longsor. Penyelidikan geologi teknik
dilakukan dengan melakukan analisis kondisi tanah dari daerah yang dikaji,
kemudian mengukur intensitas struktur dengan menggunakan metode scanline
agar di dapatkan nilai Rock Quality Design (RQD), dan juga melakukan
analisis kestabilan lereng agar didapatkan permodelan lereng yang stabil atau
aman. Dari hasil analisis laboratorium kondisi tanah di daerah penelitian
tergolong ke dalam jenis sandy lean clay (USCS) (Gambar 4.7), dan memiliki

14

nilai Liquid Limit 43,629, Plasticity Limit 29,897, dan Plasticity Index 13,733
(Gambar 4.8). Kemudian nilai RQD pada daerah penelitian berkisar antara 90-
100 yang tergolong ke dalam kondisi sangat aman.

Gambar 4.7. Klasifikasi jenis tanah (USCS).

Gambar 4.8. Hasil atterberg limit.

Berdasarkan parameter-parameter yang telah didapatkan dilapangan
dan juga hasil analisis laboratorium dapat dilakukan pembobotan untuk
mengetahui nilai Rock Mass Rating (RMR). RMR merupakan sebuah metode
untuk menilai kondisi batuan berdasarkan dari hasil pembobotan yang telah
didapatkan dari pengamatan langsung dan dari hasil analisis laboratorium
(Gambar 4.9). Dari hasil RMR menunjukkan kondisi batuan di daerah
penelitian dalam kondisi baik (Bieniawski, 1989).

15

Gambar 4.9. Hasil analisis RMR.

Persebaran jenis tanah berdasarkan dari analisis batuan atau jenis
tanah pada beberapa sampel ditemukan tiga jenis tanah yakni tanah asli dengan
warna cokelat kemerahan, kemudian tanah asli dengan warna cokelat muda,
dan tanah urugan dengan warna cokelat tua, untuk persebarannya dapat dilihat
pada peta geologi teknim (Gambar 4.10).

Gambar 4.10. Peta geologi teknik daerah penelitian.

Pada lokasi penelitian, pemanfatan daerah didominasi oleh proyek-
16

proyek pembangunan sehingga banyak dilakukan pembukaan lahan. Selain itu
lokasi penelitian cenderung daerah dataran yang mulai padat penduduk. Akan
tetapi, ada beberapa titik di daerah tersebut yang berpotensi untuk terjadi
gerakan tanah salah satunya adalah di lokasi STA 20. Untuk mendapatkan
lereng yang stabil perlu dilakukan suatu permodelan, dimana hasil analisis
kestabilan lereng menggunakan aplikasi Slide dan Plaxis dimana menunjukan
nilai SF Slide sebesar 1,342 dan Plaxis sebesar 1,459 dengan susunan lereng
pada lapisan atas berupa batupasir dan lapukanya serta bagian bawah berupa
breksi. Sehingga dari permodelan tersebut dapat menunjukan bahwa lokasi
penelitian memiliki tingkat kerawanan bencana seperti tanah longsor yang
rendah karena nilai SF yang dihasilkan telah melibihi batas minimum angka
aman yaitu 1,2 yang berarti tingkat kestablian lereng cukup stabil. Kestabilan
lereng pada lokasi penelitian juga dapat didukung oleh beberapa faktor
diantaranya yaitu batuan penyusun yang didominasi oleh batupasir yang
cenderung baik dalam menyimpan dan mengalirkan air sehingga sistem
drainasenya juga baik, kemudian juga didukung oleh keberadaan litologi breksi
yang merupakan hasil dari batuan vulkanik yang memiliki kekerasan yang
cukup tinggi . Pada kedua batuan tersebut juga memiliki nilai RQD yang berada
di rentang 90-100% (sangat baik), kemudian nilai RMR berada di kelas nomor
2 yang menunjukkan kualitas baik. Sehingga di daerah tersebut masih aman
apabila dilakukan pembangunan.

Gambar 4.11. Hasil analisis Slide.

17

Gambar 4.12. Hasil analisis Plaxis.
18

BAB V
PENUTUP

5.1. Kesimpulan
a. Daerah pemetaan yang berada di Kecamatan Ngadirgo dan sekitarnya,
termasuk dalam Formasi Kaligetas dengan satuan litologi yang didapat
berjumlah dua yaitu Satuan Breksi dan Satuan Batupasir.
b. Satuan geomorfologi pada daerah pemetaan berupa satuan bentuklahan
denudasional dengan perhitungan morfometri menunjukkan angka persen
kelerengan sebesar 5.9% dengan klasifikasi tergolong datar hingga
bergelombang landai. Pemilihan satuan bentuklahan berupa denudasional
dikarenakan daerah pemetaan tergolong banyak aktivitas manusia dan
memiliki tingkat erosi serta pelapukan yang tinggi. Slope pada daerah
penelitian berkisar 2 derajat sampai 8 derajat.
c. Berdasrakan pengklasifikasian tanah USCS, diketahui nama tanah yang
diuji yaitu Sandy Lean Clay. Berdasarkan pengklasifikasian tanah
AASHTO termasuk dalam kelompok Fair to Poor. Sampel tanah dominan
tertahan pada Mesh 10 yaitu 62,68%.
d. Berdasarkan data Attenberg Limit diketahui nilai Liquid Limit bernilai
43,629, nilai Plastic Limit 29,897, sehingga didapat Nilai Plasticity Index
sebesar 13,733. Hasil pemlotan pada Plasticity Index menunjukkan sampel
termasuk dalam ML yang berarti Silt Low Plasticity.
e. Berdasarkan analisis kestabilan lereng menggunakan aplikasi Slide Plaxis,
didapatkan data SF slide sebesar 1,342 dan Plaxis sebesar 1,459. Hasil yang
telah melebihi batas minimun angka aman yaitu 1,2 menandakan kestabilan
lereng cukup tinggi sehingga dinilai aman dari bencana pergeseran tanah.

5.2. Rekomendasi
Daerah pemetaan geologi teknik yang berada di Kecamatan Ngadirgo

dan sekitarnya memiliki jenis litologi berupa breksi dan batupasir. Dominansi
dari satuan breksi menunjukkan bahwa daerah ini memiliki komposisi litologi
yang kompak. Hasil pengujian kestabilan lereng juga menunjukkan bahwa
daerah ini memiliki kestabilan lereng yang cukup stabil sehingga untuk saat ini

19

dinilai aman dari bencana pergeseran tanah seperti tanah longsor. Namun
dengan adanya proses erosi baik dari cuaca berupa hujan maupun buatan
seperti adanya penggunaan lahan untuk keperluan manusia akan menimbulkan
proses erosi pada batuan maupun tanah semakin cepat sehingga diperlukan
rekomendasi agar pergeseran tanah tidak terjadi.

Beberapa cara dapat dilakukan seperti menambahkan semen pada
tanah dengan kondisi yang tidak stabil. Cara ini dapat disebut juga dengan
Grouting. Cara ini dilakukan dengan menambahkan semen pada pori-pori
tanah yang diperkirakan sudah tidak stabil pada bagian bawah permukaannya
sehingga pergeseran tanah dapat dimitigasi. Selain itu pada bagian lereng yang
kemungkinan akan terjadi longsor dapat ditambahkan dinding penahan berupa
turap baja ataupun dengan jala kawat. Untuk mencegah faktor penyebab dari
kegiatan manusia, diperlukan sosialisasi kepada masyarakat tentang pengunaan
lahan baik yang tertutup dan terbuka dari segi geologi maupun lingkungan.

20

DAFTAR PUSTAKA

Bieniawski, Z.T. 1989. “Engineering Rock Mass Clasification: A Complete Manual
for Engineers and Geologist in Mining, Civil, and Petroleum Engineering”.
Canada: John Wiley & Sons Inc.

Hoek, E., dan Bray, J. W., 1981. Rock Slope Engineering. The Institution of Mining
and Metallurgy, 3rd edition: London.

Iqbal, P., Aribowo, S., Mulyono, A., & Syahbana, A. J. (2017). Kondisi Geologi
dan Pemodelan Kestabilan Lereng Jalur Transek Liwa-Ranau, Liwa,
Lampung Barat. Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral, 18(3), 161-169.

Ir, D. (2018). Analisis Kestabilan Lereng dengan Software Rocscience Slide.
Palmstrom, A. 1982. The Volumetric Joint Count - A Useful and Simple Measure

of The Degree of Rock Mass Jointing. Proc. of the 4th Congr. Int. Assoc, of
Engng. Geology, 2(3), 221–228.
Priest, S. D., dan Hudson, J. A., 1976. Discontinuity Spacing in Rock. Int. J. Rock
Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr. 13, 135-148.
Robert E. Thaden, et. all. 1996. Peta Geologi Lembar Magelang-Semarang.
Siswanto, S., & Anggraini, D. (2018). Perbandingan Klasifikasi Massa Batuan
Kuantitatif (Q, RMR dan RMi). Jurnal Geosains dan Teknologi, 1(2), 67-73.
Syam, M. A., Trides, T., & Heryanto, H. (2018). Analisis Kestabilan Lereng
Bedasarkan Nilai Slope Mass Rating Di Desa Sukamaju, Tenggarong
Seberang, Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur. Jurnal Geocelebes, 2(2),
53-63.
Van Zuidam, et, al 1983. Guide to Geomorphologic aerial photographic
interpretation and mapping.
Van Zuidam, R.A. 1985. Aerial Photo-Interpretation in Terrain Analysis and
Geomorphologic Mapping, Smith Publisher, The Hague, Amsterdam.

LAMPIRAN

Lampiran 1. Lokasi pembukaan lahan

Lampiran 2. Lokasi pengukuran RQD dan RMR

Lampiran 3. Lokasi singkapan pengaambilan sampel

DAFTAR RIWAYAT HIDUP
PESERTA LOMBA KARYA TULIS

ILMIAH 2020

ANALISA GEOLOGI TEKNIK DALAM PERENCANAAN

Judul Karya Tulis Ilmiah PEMBANGUNAN DAERAH BEBAS LONGSOR DI DESA
NGADIRGO DAN SEKITARNYA, KECAMATAN MIJEN,

KABUPATEN SEMARANG, JAWA TENGAH

Asal Institusi Universitas Diponegoro

IDENTITAS KETUA TIM

Nama Eva Cintia Purba

Tempat, tanggal lahir Muara Delang, 26-08-1998

NIM 21100117120026

1. Bendahara Diklar HMTG Magmadipa
XIV

Pengalaman Organisasi 2. Anggota HSE UNDIP SC of AAPG

3. Anggota Komunitas MAPEAGI

Karya Ilmiah Interpretasi Tata Guna Lahan Daerah
Provenance Berdasarkan Keterdapatan
Mineral Berat pada Lingkungan Terestrial
Hulu Dan Hilir Daerah Sungai Jabungan,
Desa Jabungan, Banyumanik, Semarang
(Paper & Poster Competition Mahadaya
Mineral 2018)

IDENTITAS ANGGOTA TIM 1

Nama Agus Nur Shidik

Tempat, tanggal lahir Brebes, 07-08-1999

NIM 21100117120018

1. Kepala Divisi Pelayanan Kesma
HMTG Magmadipa XIV

Pengalaman Organisasi 2. Anggota Divisi Akademik UNDIP SC
OF AAPG

3. Anggota Divisi Registrasi GEMA-4

IDENTITAS ANGGOTA TIM 2

Nama Andrian Nur Habib Mustofa

Tempat, tanggal lahir Sragen, 16-12-1999

NIM 21100117120011

1. Staff Divisi DANUS Ekonomi

HMTG Magmadipa XIV

Pengalaman Organisasi 2. Anggota Media dan Komunikasi SM
IAGI UNDiP

3. Ketua Bidang Ekonomi Rohis Nurul

Ardhi

Energi Terbarukan
LOMBA KARYA TULIS ILMIAH 2020
INOVASI BATERAI “CK-HIDRO” BERBAHAN DASAR CANGKANG
KERANG ALE-ALE (Meretrix meretrix) SEBAGAI ENERGI

ALTERNATIF MASA DEPAN

Diusulkan oleh:
(Firman Hidayat, 081911333032; 2019)
(Etik Wahyuni, 081911333020; 2019)
(Sulthan Fathi Nur Alauddin, 081911133070; 2019)

UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2020

LEMBAR PENGESAHAN

1. Judul Karya Tulis : INOVASI BATERAI “CK-HIDRO”

BERBAHAN DASAR CANGKANG KERANG ALE-ALE (Meretrix

meretrix) SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF MASA DEPAN

2. Sub Tema : Energi Terbarukan

3. Ketua Tim

a. Nama Lengkap : Firman Hidayat

b. NIM : 081911333032

c. Program Studi : Fisika

d. Perguruan Tinggi : Universitas Airlangga

e. Alamat : Jalan Manyar Kartika VIII/6, Surabaya

Indonesia 60118

f. No. Hp : 089644065730

g. Email : [email protected]

4. Anggota/Jurusan/Angkatan

a. Etik Wahyuni/Fisika/2019

b. Sulthan Fathi Nur Alauddin/Teknik Lingkungan/2019

5. Dosen Pembimbing

a. Nama Lengkap : Franky Chandra Satria Arisgraha, S.T., M.T.

b. NIDN/NIDK/NUPN : 0728018302

c. Alamat : Jl. Dr. Ir. H. Soekarno, Mulyorejo, Surabaya,

Jawa Timur, 60115

d. No. Hp : 085730487988

Menyetujui, Surabaya, 26 Juni 2020
Dosen Pembimbing Ketua Tim

Franky Chandra Satria A., S.T., M.T. Firman Hidayat
NIDN. 0728018302 NIM. 081911333032

Mengetahui,

i

ii

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa atas berkat
rahmat-Nya karya tulis ilmiah yang berjudul “Inovasi Baterai “CK-HIDRO”
Berbahan Dasar Cangkang Kerang Ale-Ale (Meretrix meretrix) Sebagai
Energi Alternatif Masa Depan” dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Karya
tulis ilmiah ini disusun untuk mengikuti Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional 2020
yang diselenggarakan oleh Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah. Dalam penyusunan karya tulis ilmiah ini, penulis mendapat
bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis menyampaikan
terima kasih kepada:
1. Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin Muhammadiyah Surakarta selaku

penyelenggaa LKTIN 2020
2. Bapak Franky Chandra Satria Arisgraha, S.T., M.T. selaku Dosen

Pembimbing yang telah meluangkan waktunya demi penulisan karya
ilmiah kami.
3. Serta teman-teman yang telah mendukung dalam penulisan karya ilmiah
ini.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ilmiah ini masih jauh dari sempurna dan
memerlukan pendalaman lebih lanjut. Oleh karena itu, penulis terbuka terhadap
kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Penulis berharap semoga gagasan
pada karya tulis ilmiah ini dapat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.

Surabaya, 26 Juni 2020

Tim Penulis

iii

DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………i
LEMBAR ORISINALITAS…………………………………………………..ii
KATA PENGANTAR………………………………………………………...iii
DAFTAR ISI…………………………………………………………………..iv
ABSTRAK……………………………………………………………………..vi
BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………….. 1
1.1 Latar Belakang……………………………………………………………... 1
1.2 Rumusan Masalah…………………………………………………………..3
1.3 Tujuan Penelitian…………………………………………………………... 3
1.4 Manfaat Penelitian…………………………………………………………. 3
1.5 Batasan Masalah…………………………………………………………… 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA……………………………………………... 5
2.1 Energi Baru Terbarukan…………………………………………………….5
2.2 Cangkang Kerang Ale-Ale………………………………………………….6
2.3 Baterai……………………………………………………………………… 7
2.4 Anoda……………………………………………………………………….12
2.5 Kalsium Karbonat…………………………………………………………...13
BAB III METODE PENELITIAN…………………………………………... 14
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian……………………………………………… 14
3.2 Metode Pengumpulan Data…………………………………………………14
3.3 Variabel Penelitian………………………………………………………….15
3.4 Alat dan Bahan……………………………………………………………...15
3.5 Cara Kerja………………………………………………………………….. 16
3.6 Teknik Analisis Data………………………………………………………..16
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………... 17
4.1 Hasil Penelitian…………………………………………………………….. 18

iv

BAB V PENUTUP……………………………………………………………. 20
5.1 Kesimpulan………………………………………………………………… 20
5.2 Saran……………………………………………………………………….. 20
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………….21
DAFTAR RIWAYAT HIDUP………………………………………………..23
LAMPIRAN………………….………………………………………………..25
FORMULIR PENDAFTARAN……………………………………………....26

v

Energi Terbarukan

INOVASI BATERAI “CK-HIDRO” BERBAHAN DASAR CANGKANG
KERANG ALE-ALE (Meretrix meretrix) SEBAGAI ENERGI
ALTERNATIF MASA DEPAN

Firman Hidayat1), Etik Wahyuni2), dan Sulthan Fathi Nur Alauddin3)
Universitas Airlangga

Email: [email protected]

ABSTRAK
Indonesia merupakan negara yang dua pertiga wilayahnya berupa perairan,
Berdasarkan riset yang dilakukan oleh Kementerian Koordinator Bidang
Kemaritiman pada tahun 2018, panjang garis pantai Indonesia adalah 108.000 km
yang menempati urutan kedua setelah Kanada. Presiden Joko Widodo pernah
mencanangkan program untuk mewujudkan visi Indonesia sebagai poros maritim
dunia pada tahun 2014. Namun, hal tersebut belum seimbang dengan sumber daya
masyarakat pesisir pantai. Laut Indonesia merupakan penghasil utama kerang, salah
satunya di pantai Kenjeran, Surabaya. Cangkang kerang ale-ale mengandung 95%
kalsium karbonat (CaCO3). Kalsium karbonat (CaCO3) adalah salah satu senyawa
kimia yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Oleh karena itu, peneliti
berinisiatif untuk memanfaatkan limbah cangkang kerang ale-ale menjadi media
penghantar listrik alternatif pengganti anoda pada baterai sehingga dapat
mengurangi pencemaran lingkungan limbah cangkang kerang dan
mengedukasikannya kepada masyarakat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
memanfaatkan limbah cangkang kerang ale-ale sebagai penghantar listrik
pengganti anoda baterai sehingga dapat implementasi sebagai energi alternatif masa
depan, selain itu dapat mengurangi limbah cangkang kerang ale-ale serta dapat
memberdayakan masyarakat di pesisir pantai Kenjeran. Penelitian ini
menggunakan metode literatur dan metode eksperimen. Hasil dari penelitian ini
adalah limbah cangkang kerang ale-ale dapat digunakan sebagai penghantar listrik
pengganti anoda pada baterai dan dapat diimplementasikan kepada masyarakat
untuk solusi energi alternatif berupa baterai masa depan.
Kata Kunci: Ale-ale, Baterai, Cangkang Kerang, CK-Hidro, Energi Alternatif

vi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan poros maritim dunia karena sebagian besar

wilayahnya terdiri atas perairan (Yanyan, 2015). Adanya fakta ini membuat
negara Indonesia memiliki banyak sekali sumber daya hasil laut yang
melimpah, termasuk melimpahnya jumlah komoditas kerang yang dimiliki
Indonesia. Pada tahun 2015 saja negara Indonesia dapat mengekspor komoditas
kepiting dan kerang-kerangan sebanyak 109.624,4 ton ke beberapa negara di
dunia (BPS, 2018). Tidak hanya memiliki jumlah ekspor kerang yang cukup
banyak ke berbagai negara, namun disisi lain negara Indonesia juga
memproduksi limbah padat berupa cangkang kerang yang melimpah. Limbah
cangkang kerang ini umumnya dibuang begitu saja di pinggir pantai (Agustini,
2011). Padahal cangkang kerang tersebut memiliki kandungan kalsium
karbonat (CaCO3) yang dapat dimanfaatkan sebagai biokeramik untuk
beberapa aplikasi rekayasa jaringan (Hoque et al., 2013). Kalsium karbonat
(CaCO3) merupakan senyawa yang terdapat dalam batuan kapur dalam jumlah
besar. Senyawa ini juga merupakan senyawa yang paling sederhana karena
tidak mengandung silicon dan merupakan sumber pembuatan senyawa kalsium
terbesar secara komersial (Othmer, 1965).

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa limbah cangkang kerang juga
sebenarnya tidak hanya dimanfaatkan sebagai hiasan atau aksesoris saja, namun
juga dapat digunakan dalam produk olahan lain. Contoh dari penelitian tersebut
diantaranya penelitian mengenai pemanfaatan limbah kulit kerang dibidang
pertanian dan peternakan dilakukan oleh McNaughton, et al. (1974), Gregor
(1998) dan Ismanto (2016) yang menjelaskan bahwa limbah kulit kerang
mengandung kalsium sebesar >60.67%. Tidak hanya itu, dalam bidang energi,
kulit kerang juga dapat dimanfaatkan sebagai katalis untuk mepercepat reaksi
transesterifikasi pembuatan biodiesel, seperti halnya penelitian yang dilakukan
oleh Yap, et. al. (2012); Sanjay, et. al. (2013); Arita, dkk. (2014); Zuhra, dkk.
(2015); Petrus, dkk (2015); Buasri, et. al. (2015); dan Ismail, et. al. (2016).
Bahkan hal tersebut diperkuat oleh pernyataan Agustini, dkk (2011), bahwa

1

pemanfaatan limbah kulit kerang dapat dilakukan dengan memanfaatkan nutrisi
yang terkandung di dalam kulit kerang sebagai sumber unsur mineral dan
senyawa kimia alami pada berbagai produk.

Beberapa fakta tersebut diatas menunjukkan bahwa limbah padat cangkang
kerang bermanfaat bagi beberapa bidang karena kandungan CaCO3 yang
terdapat didalamnya. Salah satu kerang yang sangat kaya akan kandungan
CaCO3 tersebut dapat ditemukan dalam cangkang kerang ale-ale (Meretrix
meretrix). Sebagaimana penelitian yang dilakukan Mijan et al. (2015)
memaparkan bahwa komposisi kalsium yang ada pada cangkang ale-ale
mencapai hingga 95% melebihi jumlah pada batu kapur yang umumnya hanya
mencapai 90%. Dengan demikian, cangkang kerang ale-ale berpotensi besar
untuk dimanfaatkan dibanding cangkang kerang lainnya.

Salah satu penelitian mengenai cangkang kerang ale-ale pernah diteliti oleh
Ida Ayu (2016) dalam thesis yang berjudul Sintesis Hidroksiapatit Berbasis
Cangkang Kerang ale-ale (Meretrix meretrix) dan Pelapisannya pada Paduan
Logam CoCrMo. Dalam penelitiannya, dijelaskan bahwa cangkang kerang ale-
ale merupakan sumber daya alam potensial karena memiliki kandungan kalsium
tinggi yang berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai prekursor kalsium dalam
sintesis hidroksiapatit (HAp). Sedangkan bentuk pemanfaatan cangkang kerang
ale-ale yang dilakukan olehnya adalah dengan memanfaatkan cangkang kerang
ale-ale sebagai prekursor Ca untuk mensintesis HAp, melakukan sintesis HAp
dari cangkang kerang ale-ale, melakukan karakterisasi hasil pelapisan HAp
pada paduan logam CoCrMo, serta menguji biokompatibilitas paduan logam
CoCrMo yang dilapisi HAp melalui uji ketahanan korosi dan menguji
cytocompatibility in vitro pada kultur sel endotel Calf Pulmonary Artery
Endothelium (CPAE) (ATCC-CCL 209).

Berbeda dengan penelitian Ida Ayu (2016), penelitian kami ini
mengusungkan pemanfaatan cangkang kerang ale-ale sebagai pengganti anoda
pada baterai. Penggunaan limbah cangkang kerang ale-ale sebagai pengganti
anoda dalam baterai ini juga digunakan sebagai wujud energi alternatif untuk
masa depan. Seperti yang diketahui bahwa energi alternatif ini memiliki
kelebihan seperti diantaranya ramah lingkungan, pasokan melimpah, serta

2

energi alternatif merupakan energi terbarukan sehingga tidak akan terjadi krisis
kelangkaan dan sebagai investasi energi dimasa depan. Tidak hanya itu, wujud
realisasi cangkang kerang ale-ale sebagai pengganti anoda dalam baterai juga
sesuai dengan cita-cita SDGs poin ke tujuh mengenai energi bersih dan
terjangkau. Oleh karena kebermanfaatannya ini, peneliti berinisiatif
mengusungkan gagasan yang sekaligus dapat diimplementasikan yaitu baterai
CK-HIDRO berbahan dasar cangkang kerang ale-ale sebagai energi alternatif
masa depan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, rumusan masalahnya adalah sebagai
berikut:

1. Apakah limbah cangkang kerang ale-ale dapat dimanfaatkan sebagai
pengganti anoda pada baterai?

2. Bagaimana cara membuat baterai menggunakan limbah cangkang
kerang ale-ale?

3. Apakah cara kerja baterai CK-HIDRO sama dengan baterai pada
umumnya sehingga mudah untuk diimplementasikan kepada
masyarakat?

1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mendeskripsikan bahwa limbah cangkang kerang ale-ale dapat
dimanfaatkan sebagai pengganti anoda pada baterai.
2. Menjelaskan bagaimana cara membuat baterai yang berbahan dasar
limbang cangkang kerang ale-ale.
3. Memaparkan cara kerja baterai CK-HIDRO agar mudah
diimplementasikan di masyarakat.

1.4 Manfaat Penelitian
Karya ini memberikan manfaat secara teoritis dan praktis. Secara teoritis

mampu meningkatkan khasanah atau wawasan mengenai pemanfaatan
cangkang kerang ale-ale dalam kehidupan sehari-hari. Sedangkan secara
praktis, karya ini memberikan inovasi baru atas energi alternatif masa depan

3

melalui gagasan sekaligus implementasi penggunaan cangkang kerang ale-ale
sebagai pengganti anoda dalam baterai.
1.5 Batasan Masalah
Batasan dalam penulisan karya tulis ini sebagai berikut :
a. Didalam tulisan ini tidak dilakukan analisis mengenai biaya dalam proses

produksi baterai CH-HIDRO.
b. Analisis kandungan cangkang kerang ale-ale didapatkan dari berbagai

literature serta proses produksi baterai CK-HIDRO dilakukan dengan
penelitian eksperimen secara langsung.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Energi Baru Terbarukan (EBT)

Sumber energi baru terbarukan (EBT) adalah sumber energi ramah
lingkungan yang tidak mencemari lingkungan dan tidak memberikan
kontribusi terhadap perubahan iklim dan pemanasan global. Hal ini disebabkan
karena energi yang didapatkan berasal dari proses alam yang berkelanjutan,
seperti sinar matahari, angin, air, biofuel, dan geothermal (Kementerian
ESDM, 2016). Indonesia merupakan negara dengan potensi sumber EBT yang
melimpah dan berpotensi besar mengembangkannya. Namun, pemanfaatan
EBT ini belum mendapat dukungan secara maksimal, baik dari masyarakat
maupun pemerintah. Potensi EBT yang dimiliki Indonesia untuk
ketanagalistrikan mencapai 443 GW, meliputi panas bumi, air dan mikro-mini
hidro, bioenergi surya, angin, dan gelombang laut. Potensi tenaga surya di
Indonesia memiliki porsi terbesar, lebih dari 207 MW, disusul degan air dan
angin (IESR, 2017).

Berdasarkan catatan Kementerian ESDM, bauran pemanfaatan sumber
energi per 2015 masih bergantung dengan energi fosil. Minyak bumi masih
menjadi tumpuan utama masyarakat Indonesia dengan persentase 47 persen,
batubara 24 persen, gas bumi 24 persen, dan sisanya EBT sebesar 5 persen.
Pada tahun 2014, Pemerintah mengesahkan Peraturan Pemerintah Nomor 79
tentang Kebijakan Energi Nasional, yakni lebih mengoptimalkan pemanfaatan
EBT dan meminimalisir penggunaan sumber energi fosil. Pada tahun 2020
target bauran EBT sebesar 17 persen, 23 persen pada tahun 2025. Sedangkan
pada tahun 2050 mendatang, pemanfaatan EBT diharapkan mencapai 31
persen. Target yang telah tercapai pada tahun 2017 adalah peningkatan lebih
dari 200 MW kapasitas pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP)
(Engineer Weekly, 2016).

5

2.2 Cangkang Kerang Ale-Ale

Cangkang kerang mengandung senyawa kimia

kalsium karbonat (CaCO3) yang berpotensi

dimanfaatkan sebagai biokeramik untuk beberapa

aplikasi rekayasa jaringan (Hoque et al, 3013).

Kalsium karbonat adalah senyawa yang terdapat pada

batuan kapur dalam jumlah besar. Senyawa ini

merupakan mineral paling sederhana yang tidak

Gambar 1. Kerang Ale-Ale. mengandung silikon dan merupakan sumber
Sumber:indiabiodiversity.org pembuatan senyawa kalsium terbesar secara
komersial (Othmer, 1965). Salah satu jenis

kerang yang memiliki kalsium dalam jumlah besar adalah kerang ale-ale

(Meretrix meretrix).

Kerang ale-ale (Meretrix meretrix) merupakan moluska air tawar endemik
Kabupaten Ketapang, Kalimantan Barat, yang dagingnya banyak dimanfaatkan
sebagai bahan pangan yang kaya protein dan mineral. Cangkang kerang ale-ale
merupakan limbah dari konsumsi kerang ale-ale yang belum dimanfaatkan
secara maksimal (Suratmin, 2007). Mijan et al (2015) memaparkan bahwa
cangkang kerang ale-ale mengandung komposisi kalsium hingga 95%. Kerang
ale-ale memiliki cangkang yang kuat dan simetris, bentuk cangkangnya
cenderung bundar dan memanjang. Permukaan periostrakum sedikit licin dan
bagian dalamnya berwarna putih (Priyanto, 2010).

2.3 Baterai

Baterai adalah suatu alat electrochemical yang dapat merubah energi kimia
menjadi energi listrik melalui reaksi kimia kelistrikan. Baterai menyimpan
energi kimia (bukan elektrik) dan dapat mengadakan reaksi antar bahan-bahan
kimia di dalamnya dengan cara sedemikian hingga menimbulkan aliran
elektron (Wasito, 2001). Sedangkan menurut Marsudi (2013) pengertian
baterai adalah: “Alat elektro kimia yang berfungsi untuk menyimpan tenaga
listrik dalam bentuk tenaga kimia. Tenaga listrik yang tersimpan akan dialirkan

6

lagi untuk memberikan arus listrik pada lampu posisi, lampu indikator, lampu
rem belakang, dan klakson”.

2.3.1 Jenis-Jenis Baterai

Jenis-jeis baterai dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu baterai primer
dan baterai sekunder. Baterai primer adalah baterai yang tidak dapat diisi ulang
dan hanya dapat digunakan sekali pakai, sedangkan baterai sekunder adalah
baterai yang dapat digunakan berkali-kali karena dapat diisi ulang (Satiady,
2016).

a. Baterai Primer Baterai primer pada umumnya
memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri
Gambar 2. Baterai Primer. dari berbagai jenis ukuran seperti AAA
Sumber: teknikelektronika.com (sangat kecil), AA (kecil), C (medium), dan
D (besar). Selain itu terdapat baterai primer
yang berbentu kotak dengan tegangan 6
Volt atau 9 Volt (teknikelektronika.com).

Tabel 1. Karakteristik Baterai Primer (doitpoms.ac.uk)

Sistem Tegangan Kapasitas Kelebihan Kekurangan Penerapan
Carbon/Zinc
Sel (Wh / kg)

Nominal

(V)

1,5 65 Biaya Kepadatan Radio;

rendah; energi game

bentuk dan rendah; elektronik

ukuran kinerja suhu

bervariasi rendah dan

buruk

7

Mg/MnO2 1,6 105 Kapasitas Gas yang Alat

lebih tinggi dikeluarkan militer;

dari C/Zn; tinggi; pesawat

penyimpanan tegangan

lama tertunda

Zn/Alk/MnO2 1,5 95 Kapasitas Biaya relatif Kalkulator,

lebih tinggi sedang radio, TV

dari C/Zn;

kinerja suhu

rendah dan

baik

Zn/HgO 1,35 105 Kepadatan Mahal; Alat bantu

energi tinggi; kepadatan dengar;

debit rata; energi hanya alat pacu

tegangan sedang jantung;

stabil fotografi;

militer

Cd/HgO 0,9 45 Kinerja suhu Mahal;

tinggi dan kepadatan

rendah baik; energi

penyimpanan rendah

lama

Zn/Ag2O 1,5 130 Kepadatan Mahal (tapi Jam

energi tinggi, hemat biaya) tangan;

kinerja fotografi;

tingkat tinggi rudal

baik

Zn/Air 1,5 290 Kepadatan Bergantung Alat bantu

energi tinggi; pada dengar;

penyimpanan lingkungan; sinyal

lama output daya kereta api;

terbatas

8

Li/SOCl2 3,6 300 Kepadatan Hanya Perangkat

energi tinggi; aplikasi memori;

penyimpanan tingkat perangkat

lama rendah daya listrik

hingga siaga

sedang

Li/SO2 3 280 Kepadatan Biaya tinggi Kebutuhan

energi tinggi; militer dan

kinerja suhu industri

rendah; khusus

penyimpanan

lama

Li/MnO2 3 200 Kepadatan Ukuran kecil, Perangkat

energi tinggi; hanya medis

kinerja suhu aplikasi listrik;

rendah; dengan sirkuit

hemat biaya drainase memori;

rendah

b. Baterai Sekunder

Reaksi kimia yang terdapat pada

baterai sekunder dapat berbalik

(reversible). Pada saat baterai

digunakan dengan menghubungkan

beban pada terminal baterai (discharge),

Gambar 3. Baterai Sekunder. elektron akan mengalir dari negatif ke
Sumber: teknikelektronika.com positif. Sedangkan saat sumber energi
luar (charger) dihubungkan ke baterai

sekunder, elektron akan mengalir dari positif ke negatif sehingga terjadi

pengisian muatan (tekniklektronika.com).

9

Tabel 2. Karakteristik Baterai Sekunder (doitpoms.ac.uk)

Sistem Tegangan Kapasitas Kelebihan Kekurangan Penerapan
Ph/Acid
Sel (Wh / kg)
Ni/Cd
Ni/Fe Nominal
Ni/Zn
(V)

2 35 Biaya Kehidupan Mobil;

rendah; siklus mesin

operasi suhu rendah; pemotong

tinggi dan kepadatan rumput;

rendah baik energi pesawat

rendah; terbang

retensi biaya

yang buruk

1,2 3 Daya tahan Harga tinggi; Pesawat

fisik baik; efek memori terbang;

retensi aplikasi

muatan baik; daya

siklus hidup darurat

baik

1,2 60 Daya tahan Kerapatan Aplikasi

fisik yang daya dan stasioner;

baik; energi garpu truk

rendah; debit angkat

diri tinggi;

harga tinggi

1,6 27 Kepadatan Siklus hidup Sepeda

energi tinggi; yang buruk listrik;

biaya rendah; kendaraan

kinerja suhu militer

rendah

10

Zn/AgO 1,5 90 Kepadatan Harga tinggi; Peralatan

energi siklus hidup militer

tertinggi; rendah; misalnya

debit diri kinerja propulsi

rendah; rendah pada torpedo,

tingkat debit suhu rendah kapal

tinggi selam

Cd/AgO 1,2 55 Kepadatan Harga tinggi; Alat-alat

energi yang kinerja listrik

tinggi; debit rendah pada portabel;

diri rendah; suhu rendah satelit

Siklus hidup

yang baik

Ni/H2 1,4 55 Kepadatan Biaya awal Dirgantara

energi tinggi; tinggi; debit

siklus hidup diri

baik; dapat sebanding

mentolerir dengan

biaya tekanan H2

Ag/H2 1,4 80 Kepadatan Biaya tinggi - Dirgantara

energi tinggi; terbatas

siklus hidup untuk

yang baik aplikasi

militer dan

luar angkasa

Li/Poly Hingga 135 Energi Harga tinggi; Ponsel
4,2
spesifik metode

tinggi; kontrol

penyimpanan mahal

lama; dapat diperlukan

dibentuk;

11

tidak mudah untuk

menguap pengisian

2.4 Anoda

Anoda memiliki peran penting dalam mendukung kinerja baterai. Kinerja
baterai tidak hanya bergantung dengan sifat dalam bahan anoda dan
kapasitasnya, tetapi juga bergantung pada kristanilitas, bentuk, ukuran, dan
komponen yang terdapat di dalamnya (Wen Qi et al, 2017). Adapun kelebihan
dan kekurangan yang terdapat dalam bahan anoda, antara lain:

Tabel 3. Kelebihan dan Kekurangan Kandungan Bahan Anoda (Wen Qi et
al, 2017)

Bahan Kelebihan Kekurangan

Karbon - Konduktivitas elektronik - Kapasitas spesifik rendah

tinggi - Kapasitas tingkat rendah

- Struktur hierarkis baik - Keamanan rendah

- Sumber daya melimpah,

biaya rendah

Campuran - Spesifik kapasitas tinggi - Konduktivitas elektronik

(400–2300 mA h g-1) rendah

- Keamanan baik - Perubahan volume besar

(100%)

Transisi - Spesifik kapasitas tinggi - Efisiensi coulombic rendah

logam oksida (600–1000 mA h g-1) - Potensi hieresis besar

- Keamanan baik

Silikon - Kapasitas spesifik tertinggi - Perubahan volume besar

(3579 mA h g-1) (300%)

- Sumber daya melimpah,

murah, dan bersih

12

2.5 Kalsium Karbonat (CaCO3)
Kalsium karbonat adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CaCO3 yang

terdapat dalam batuan kapur. Kalsium karbonat merupakan senyawa dengan
jumlah melimpah, yakni 5% dari hasil keseluruhan kerak bumi. Senyawa ini
merupakan mineral sederhana yang mengandung silikon dan merupakan
sumber terbesar dalam pembuatan senyawa kalsium terbesar secara komersial
(Othmer, 1965). Selain itu, kalsium karbonat merupakan komponen utama
pada cangkang organisme laut, siput, bola arang, mutiara, dan kulit telur.
Senyawa ini berlambang tiga bentuk polimorf yaitu kalsit, aragonit, dan
vaterite (Ji-Whan Ahn, 2015).

Kalsium karbonat memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-
hari. Salah satunya pada bidang farmasi yang digunakan sebagai bahan antacid
atau zat anti asam serta sebagai bahan baku pembuatan suplemen kalsium
untuk pengobatan osteoporosis. Selain itu dalam bidang pertambangan,
mineral ini dimanfaatkan dalam proses pemurnian dan pemisahan besi dari biji
besi (Golden Stone Indonesia, 2019).

Kalsium karbonat dapat dibuat dengan beberapa cara, salah satunya adalah
reaksi antara gas CO2 dan Ca(OH)2. CaCO3 yang dibakar dengan temperatur
tinggi menghasilkan CaO dan CO2. Karbondioksida (CO2) kemudian
direkasikan dengan kalsium hidroksida (Ca(OH)2), sehingga menghasilkan
kalsium karbonat (CaCO3) (Rumus Kimia, 2015). Kalsium yang terdapat
dalam cangkang kerang ale-ale merupakan logam yang dapat menghantarkan
listrik dengan baik. Oleh karena itu kalsium ini dapat digunakan sebagai
pengganti anoda pada baterai.

13