Baling-Baling Kulit Bionik Kapal Menghemat Penggunaan Bahan Bakar

JAKARTA - Transportasi laut punya peran besar dalam kegiatan ekonomi global. Tetapi di saat bersamaan, konsumsi energi yang sangat besar menjadi sumber emisi gas rumah kaca yang signifikan. 

Oleh karena itu, penting untuk membuat terobosan dalam teknologi konservasi energi dan pengurangan emisi utama dari kapal-kapal besar. Hal ini sejalan dengan upaya unutk mendorong transformasi hijau dalam industri transportasi laut global.

Seperti diketahui, tenaga utama kapal-kapal besar berasal dari daya dorong yang dihasilkan oleh baling-baling, yang mengatasi resistansi antara badan kapal dan air agar kapal dapat bergerak maju.

Para peneliti dari Institut Teknologi dan Rekayasa Material Ningbo, di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS) berkolaborasi dengan COSCO SHIPPING Energy Transportation, menjalankan sebuah proyek penelitian tentang pengembangan kulit bionik laut guna menghemat energi dalam transportasi maritim.

Penelitian ini terinspirasi oleh hewan-hewan laut, seperti lumba-lumba dan hiu. Kedua hewan laut tersebut memiliki resistansi sangat minim saat berenang, terutama karena struktur mikro, fleksibilitas, dan sekresi lendir pada permukaan kulitnya.

Kulit lumba-lumba membentuk struktur mikro dalam aliran air, menghasilkan arus eddy (eddy current) mikro yang mengubah gaya gesek menggeser (sliding friction) antara kulit dan aliran air menjadi gaya gesek menggelinding (rolling friction). Ketika dikombinasikan dengan pelumasan lendir epidermis, energi kinetik turbulen dari aliran air dapat diminimalkan secara efektif.

"Kulit lumba-lumba bionik ini, yang mirip dengan kulit lumba-lumba, dikembangkan dengan metode sintesis artifisial. Kulit ini terdiri dari bahan antarmuka dinamis yang mirip cairan dan bahan fleksibel berstruktur mikro antara 0,1 dan 0,2 mm," jelas Zeng Zhixiang, seorang peneliti di institut tersebut.

"Berbeda dengan kulit hiu bionik, kulit lumba-lumba bionik memiliki struktur yang relatif lebih sederhana dan lebih hemat biaya," lanjutnya.

Zeng memperkirakan biaya pemasangan kulit lumba-lumba bionik pada sebuah baling-baling akan mencapai sekitar US$20.000. Jika dipasang pada permukaan baling-baling, kulit bionik dapat mengurangi gaya geser dengan air, menetralkan gaya dorong balik pada air, meningkatkan efisiensi baling-baling, serta mengurangi konsumsi energi.

Bahan bionik fleksibel pengurang gesekan yang digunakan pada kapal pengangkut minyak mentah ini mematuhi Konvensi Internasional untuk Pengendalian Sistem Anti-Fouling (endapan organisme air) yang Berbahaya pada Kapal.

Penelitian ini telah dibuktikan pada sebuah kapal supertanker pengangkut minyak mentah (very large crude carrier/VLCC) dengan tonase bobot mati 300.000 ton dan dilengkapi baling-baling kulit bionik.

Kulit bionik pada baling-balingnya menghemat sekitar 2% dari konsumsi bahan bakar supertanker tersebut. Menurut perkiraan, rata-rata 1,5 persen energi akan dihemat dalam siklus pemeliharaan 2,5 tahun.

Berdasarkan konsumsi energi tersebut, sebuah VLCC diperkirakan dapat menghemat lebih dari 300 ton bahan bakar setiap tahunnya, sehingga memberikan manfaat ekonomi langsung senilai lebih dari 1 juta yuan dan mengurangi emisi karbon dioksida lebih dari 900 ton.