EDUCARE.CO.ID – Pengembangan material konstruksi tahan gempa terus menjadi perhatian, terutama bagi wilayah yang memiliki risiko aktivitas seismik tinggi. Berangkat dari persoalan tersebut, lima mahasiswa Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (UMY) merancang material komposit berbasis semen yang memanfaatkan serat bambu sebagai penguat.
Tim mahasiswa tersebut memadukan Engineered Cementitious Composite (ECC) M45 dengan serat bambu berlapis polyvinyl alcohol (PVA). Mereka meneliti kombinasi material ini untuk meningkatkan karakteristik mekanis, termasuk kemampuan menahan beban tekan dan lentur.
Riset tersebut lahir dari tim Program Studi Teknik Sipil UMY. Nadiya Putri Syahimah memimpin penelitian bersama Aulia Haris Fauzan, Egas Fairuz Rasyid, Alya Ramadhani, dan Afra Nur Faliza.
Martyana Dwi Cahyati, M.Eng., Ph.D., membimbing tim dalam penelitian yang memperoleh pendanaan melalui Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Riset Eksakta (PKM-RE) 2026.
Gempa Yogyakarta Jadi Latar Belakang Penelitian
Peristiwa gempa bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta dan sebagian Jawa Tengah pada 27 Mei 2006 menjadi salah satu pemicu penelitian ini. Bencana berkekuatan magnitudo 5,9 tersebut merusak banyak bangunan dan menewaskan ribuan orang. Tragedi itu kembali mengingatkan pentingnya mengembangkan material konstruksi yang mampu merespons guncangan dengan lebih baik.
Banyak korban meninggal akibat tertimpa reruntuhan. Peristiwa itu memperlihatkan pentingnya kualitas struktur bangunan dalam menghadapi guncangan gempa.
Kekuatan material saja tidak cukup untuk menjamin ketahanan struktur. Bangunan juga membutuhkan komponen yang mampu mengakomodasi perubahan bentuk dan menyerap energi saat menerima beban.
Nadiya dan tim melihat keterbatasan daktilitas beton konvensional sebagai salah satu persoalan yang perlu mendapat perhatian.
“Salah satu permasalahan yang kami lihat adalah keterbatasan daktilitas beton konvensional. Karena itu, kami tertarik mengembangkan material yang memiliki kemampuan deformasi dan penyerapan energi lebih baik,” ujar Nadiya saat dihubungi pada Selasa (8/9).
Daktilitas menggambarkan kemampuan material atau struktur mengalami perubahan bentuk sebelum mencapai kondisi gagal. Karakteristik ini penting dalam desain bangunan tahan gempa karena struktur perlu merespons guncangan tanpa langsung mengalami keruntuhan.
Atas dasar itu, tim memilih ECC M45 sebagai matriks komposit. Mereka kemudian menambahkan serat bambu untuk memperkuat material tersebut.
Menurut Nadiya, ECC M45 memiliki karakteristik mekanis yang sesuai dengan kebutuhan riset. Sementara itu, bambu menawarkan potensi sebagai bahan penguat dari sumber daya lokal.
Lapisi Serat Bambu dengan PVA untuk Tingkatkan Kinerja Material
Salah satu fokus utama penelitian ini terletak pada penggunaan lapisan PVA pada serat bambu. Tim melapisi serat tersebut sebelum mencampurkannya ke dalam matriks ECC M45.
Proses pelapisan atau enkapsulasi ini bertujuan memperbaiki ikatan antara serat dan matriks komposit. Ikatan antarmuka berperan dalam menentukan bagaimana serat bekerja ketika material menerima beban.
Nadiya menyampaikan bahwa hasil pengujian laboratorium menunjukkan perbedaan kinerja antara serat bambu berlapis PVA dan serat tanpa lapisan.
“Berdasarkan data yang kami peroleh, serat bambu yang dilapisi PVA memiliki ketahanan lebih baik, baik dari segi kuat lentur maupun kuat tekan, dibandingkan serat bambu yang tidak dilapisi,” ungkap Nadiya.
Temuan tersebut menjadi dasar bagi tim untuk mengkaji lebih lanjut pengaruh pelapisan PVA terhadap karakteristik mekanis komposit. Meski demikian, hasil uji kuat tekan dan lentur belum cukup untuk membuktikan ketahanan material dalam menghadapi gempa pada skala bangunan.
Berdasarkan sumber UMY, penelitian ini berfokus pada pengembangan ECC M45 dengan serat bambu berlapis PVA. Tim menguji karakteristik kuat tekan dan kuat lentur sebagai tahap awal untuk menilai potensi material komposit tersebut.
Bambu Berpeluang Mendukung Inovasi Konstruksi Berkelanjutan
Pemilihan bambu juga berkaitan dengan upaya mengembangkan material konstruksi berbasis sumber daya lokal. Tanaman ini memiliki karakteristik mekanis yang menarik dan telah lama masyarakat manfaatkan dalam berbagai kebutuhan bangunan.
Sejumlah penelitian sebelumnya turut mengkaji penggunaan bambu sebagai penguat struktur beton. Salah satunya penelitian mengenai kolom beton bertulang bambu untuk rumah sederhana di Indonesia.
Dalam konfigurasi tertentu, penelitian tersebut melaporkan rasio simpangan atau drift ratio sebesar 3,34 persen. Angka ini menggambarkan respons deformasi struktur pada konfigurasi yang diuji.
Namun, hasil tersebut berasal dari penelitian terpisah. Karena itu, angka tersebut tidak dapat langsung menggambarkan kinerja material ECC berbasis serat bambu yang dikembangkan mahasiswa UMY.
Meski begitu, berbagai penelitian tersebut menunjukkan ruang pengembangan bambu dalam teknologi konstruksi. Pengolahan dan desain yang tepat dapat membuka peluang pemanfaatan material lokal untuk kebutuhan teknik sipil.
Kerusakan Alat Laboratorium Sempat Hambat Pengujian
Perjalanan riset tim UMY tidak sepenuhnya berjalan mulus. Mereka menghadapi kendala teknis ketika menjalankan pengujian di laboratorium.
Kerusakan alat uji tekan beberapa kali menghambat proses pengujian dan pengolahan data. Timbangan laboratorium yang mengalami gangguan juga sempat memperlambat pekerjaan tim.
Meski menghadapi kendala tersebut, para mahasiswa tetap menyelesaikan rangkaian pengujian. Mereka melakukan uji kuat tekan dan kuat lentur untuk memperoleh data karakteristik material.
Kedua pengujian tersebut menjadi dasar evaluasi terhadap formulasi ECC berbasis serat bambu. Tim menggunakan hasilnya untuk melihat pengaruh penambahan serat dan pelapisan PVA terhadap kinerja komposit.
Saat ini, penelitian masih membutuhkan pengembangan lebih lanjut. Tim belum mengklaim material tersebut siap digunakan sebagai komponen bangunan tahan gempa.
Tim UMY Siapkan Pengembangan dan Publikasi Riset
Nadiya dan rekan-rekannya berencana melanjutkan penelitian melalui pengujian dengan variasi ukuran serat bambu. Mereka ingin mengetahui pengaruh perbedaan panjang dan diameter serat terhadap karakteristik mekanis material.
Variasi tersebut penting untuk membantu tim menentukan komposisi yang sesuai. Hasil penelitian lanjutan juga dapat memperjelas hubungan antara ukuran serat, ikatan antarmuka, dan kinerja komposit.
Selain itu, tim tengah menyiapkan naskah publikasi ilmiah dan bahan presentasi. Persiapan tersebut mereka lakukan setelah menyelesaikan dua tahap pemantauan dan evaluasi program PKM.
Dalam jangka panjang, tim melihat peluang penggunaan material ini untuk mendukung pengembangan konstruksi. Penelitian lanjutan juga dapat mengkaji kemungkinan pemanfaatannya sebagai bahan perkuatan bangunan lama.
Namun, penerapan pada bangunan nyata membutuhkan pengujian yang lebih luas. Peneliti perlu menguji respons material terhadap beban berulang, perilaku retak, daya tahan, serta kinerja struktur dalam simulasi maupun pengujian yang relevan dengan kondisi gempa.
Nadiya berharap penelitian tersebut dapat memberi kontribusi bagi pengembangan teknologi konstruksi di Indonesia. Ia juga ingin hasil riset ini mendorong peneliti lain untuk melanjutkan kajian material berbasis serat bambu.
“Targetnya adalah agar penelitian ini memberikan dampak lebih luas kepada masyarakat, terutama dengan menjadi dasar bagi para peneliti berikutnya untuk mengembangkan penelitian kami,” pungkas Nadiya.
Riset mahasiswa UMY ini memperlihatkan peluang pemanfaatan bambu sebagai bahan penguat dalam material komposit berbasis semen. Hasil pengujian awal menjadi pijakan untuk menyempurnakan formulasi dan menilai potensi penggunaannya pada bidang konstruksi.
Ke depan, pengujian yang lebih menyeluruh akan menentukan sejauh mana ECC berbasis serat bambu berlapis PVA dapat mendukung kebutuhan konstruksi di wilayah rawan gempa.