Tanah lempung lunak dikenal sebagai salah satu jenis tanah bermasalah yang sering menjadi hambatan utama dalam pembangunan infrastruktur, terutama di kawasan pesisir dan delta sungai. Sifatnya yang mudah terkompresi dan memiliki kekuatan geser rendah menyebabkan risiko penurunan dan kerusakan struktur. Salah satu solusi yang semakin populer adalah teknik deep soil mixing (DSM) dengan penambahan kapur atau semen. Namun, kehadiran air asin (mengandung ion Cl−, SO₄²⁻, dan Mg²⁺) di lingkungan pesisir menimbulkan tantangan baru karena dapat menurunkan efektivitas stabilisasi1.

Dasar Teori dan Inovasi DSM

DSM merupakan metode pencampuran bahan stabilisasi (kapur/semen) ke dalam tanah secara mendalam untuk meningkatkan kekuatan dan menurunkan kompresibilitas. Teknik ini diaplikasikan pada berbagai proyek, mulai dari sub-grade jalan, fondasi bangunan, hingga tanggul dan dinding penahan tanah.

Keunggulan DSM:

• Meningkatkan kekuatan geser dan tekan tanah.
• Mengurangi potensi pengembangan volume dan penyusutan.
• Menurunkan indeks plastisitas dan permeabilitas.
• Meningkatkan ketahanan terhadap siklus beku-cair dan erosi.

Namun, penggunaan kapur/semen juga memiliki kelemahan, seperti emisi CO₂ tinggi dan potensi reaksi negatif dengan garam tanah, terutama sulfat yang dapat memicu ekspansi berlebihan dan pembentukan mineral merusak seperti ettringite dan thaumasite1.

Pengaruh Garam Terhadap Stabilisasi Tanah

Studi kasus utama dalam paper ini menguji pengaruh air asin terhadap tanah lempung lunak yang distabilisasi dengan berbagai rasio kapur/semen. Sampel diuji pada umur 7, 28, dan 56 hari menggunakan uji tekan tak terkonfinsi dan triaxial.

Temuan penting:

• Kehadiran sulfat (SO₄²⁻) menurunkan kekuatan tekan tanah yang distabilisasi, terutama jika menggunakan kapur atau semen berbasis kalsium.
• Klorida (Cl−) dan magnesium (Mg²⁺) juga berkontribusi pada penurunan kekuatan dan mempercepat kerusakan struktur tanah.
• Pada kadar sulfat hingga 3.000 ppm, penggunaan kapur masih efektif, namun di atas itu risiko ekspansi dan kerusakan meningkat drastis.
• Kombinasi kapur dan semen lebih efektif daripada kapur saja untuk meningkatkan kekuatan dan menurunkan pengembangan volume pada tanah dengan kadar garam sedang hingga tinggi.

Data Eksperimen dan Angka Kunci

• Kenaikan kekuatan tekan (UCS): Sampel dengan campuran semen 10% menunjukkan peningkatan UCS hingga 250% setelah 56 hari curing pada tanah tanpa garam, namun hanya 120% pada tanah dengan kadar sulfat tinggi.
• Penurunan indeks plastisitas: Penambahan kapur/semen menurunkan indeks plastisitas rata-rata 35–55%.
• Efek curing: Kekuatan tanah terus meningkat seiring waktu curing, tetapi laju peningkatan melambat pada lingkungan dengan air asin.
• Kombinasi optimal: Pada tanah dengan kadar sulfat 2.000 ppm, kombinasi semen 8% + kapur 2% menghasilkan kekuatan tekan terbaik dan ekspansi minimum.

Studi Kasus Lapangan

Proyek jalan di Delta Mesir:
DSM dengan semen 10% pada lempung lunak berhasil menahan beban lalu lintas berat tanpa penurunan signifikan selama 2 tahun, meski lingkungan mengandung garam sedang. Namun, pada lokasi dengan kadar sulfat >3.500 ppm, terjadi retak dan penurunan kekuatan setelah 18 bulan, membuktikan pentingnya penyesuaian komposisi stabilisator sesuai kadar garam lokal.

Perbandingan dengan Penelitian Lain

Penelitian ini sejalan dengan temuan Puppala et al. (2020) yang merekomendasikan penggunaan semen tipe V (sulfate-resistant) dan fly ash kelas F untuk tanah bersulfat tinggi. Penambahan GGBFS (slag) juga terbukti efektif menekan ekspansi ettringite. Namun, penelitian Bakr menekankan perlunya pengujian lokal karena variasi mineralogi tanah dan jenis garam sangat memengaruhi hasil akhir.

Kritik dan Opini

Kekuatan utama paper ini adalah pendekatan laboratorium yang komprehensif dan analisis mendalam terhadap interaksi kimia antara tanah, bahan stabilisasi, dan garam. Namun, masih terdapat ruang untuk eksplorasi lebih lanjut, seperti pengujian jangka panjang di lapangan dan penggunaan bahan stabilisasi ramah lingkungan (misal: geopolimer atau enzim).

Kritik:

• Paper ini masih terbatas pada uji laboratorium; studi jangka panjang di lapangan sangat diperlukan.
• Belum membahas aspek ekonomi dan emisi karbon secara detail, padahal ini penting untuk aplikasi berkelanjutan.

Relevansi dengan Tren Industri

Dalam konteks pembangunan berkelanjutan dan adaptasi perubahan iklim, teknik DSM yang disesuaikan dengan kondisi lokal (terutama kadar garam) sangat relevan untuk proyek infrastruktur pesisir dan delta. Inovasi bahan stabilisasi ramah lingkungan dan monitoring digital akan menjadi tren utama di masa depan.

Kesimpulan

Stabilisasi tanah lempung lunak dengan DSM, kapur, dan semen efektif meningkatkan kekuatan dan ketahanan tanah, namun efektivitasnya sangat dipengaruhi oleh kadar garam dalam air tanah. Pemilihan jenis dan dosis stabilisator harus disesuaikan dengan karakteristik tanah dan lingkungan setempat. Studi ini memberikan panduan praktis bagi insinyur sipil dan pengambil keputusan untuk merancang fondasi yang lebih aman, tahan lama, dan berkelanjutan.

Sumber : Rami Mahmoud Bakr (2024). Stabilization of Soft Clay Soil by Deep Mixing with Lime and Cement in the Presence of Salt Water. Civil Engineering and Architecture, 12(1), 78-96. DOI: 10.13189/cea.2024.120107.

Pembangunan infrastruktur transportasi modern—seperti jalan raya, jembatan, dan interchange—seringkali menghadapi tantangan besar akibat kondisi tanah lunak dan kompresibel. Stabilisasi tanah dan perkuatan pondasi menjadi kunci utama untuk memastikan keamanan, umur panjang, dan efisiensi biaya proyek-proyek besar. Paper dalam prosiding “Ground Improvement and Soil Stabilisation” dari 3rd International Conference on Transportation Geotechnics 2016 ini menampilkan inovasi dan studi kasus nyata yang sangat relevan untuk dunia teknik sipil saat ini.

Studi Kasus 1: Controlled Modulus Columns (CMC) pada Turcot Interchange, Montréal

Turcot Interchange di Montréal adalah simpul lalu lintas vital dengan volume lebih dari 300.000 kendaraan per hari. Setelah 45 tahun beroperasi, interchange ini harus dibangun ulang dengan desain baru berupa timbunan setinggi rata-rata 8 meter. Tantangan utama: lapisan tanah kompresibel setebal 5–11 meter di atas till fluvio-glacial yang padat, serta kontaminasi logam berat akibat aktivitas industri lama. Prediksi penurunan total di lokasi tertinggi (timbunan 10 m) mencapai 1,5 meter dalam 35 tahun (1,0 m penurunan primer, 0,5 m sekunder)—tidak sesuai dengan standar infrastruktur modern.

Solusi Inovatif: Controlled Modulus Columns (CMC)

• CMC adalah kolom beton/mortar semi-rigid yang dipasang tanpa ekstraksi tanah, berdiameter 420 mm, dengan pola mesh 1,6–1,8 m.
• Kolom dipasang hingga mencapai lapisan till padat (NSPT = 30), lalu di atasnya dibuat Load Transfer Platform (LTP) setebal 1,1–1,3 m yang diperkuat panel baja.
• Target teknis: Penurunan pasca konstruksi maksimum 25 mm dalam 35 tahun.
• Kombinasi CMC dan LTP meningkatkan kapasitas dukung vertikal dan kekakuan horizontal, menyelesaikan masalah penurunan, daya dukung, dan stabilitas secara bersamaan.
• Keunggulan: Minim gangguan pada struktur eksisting, cocok untuk area dengan ruang kerja terbatas dan kontaminasi tanah.

Hasil dan Monitoring:
Pekerjaan perbaikan tanah masih berlangsung (per Mei 2016). Uji beban terisolasi dan instrumentasi lapangan direncanakan untuk membandingkan prediksi model numerik dengan hasil aktual.

Studi Kasus 2: Basal Reinforced Piled Embankment di Belanda

Basal Reinforced Piled Embankment (BRPE) semakin populer untuk timbunan jalan di atas tanah lunak. Metode ini menggabungkan pondasi tiang dan geosintetik (basal reinforcement) di bawah timbunan, menawarkan performa lebih baik dibanding drainase vertikal dan preloading, meski biaya awal lebih tinggi.

Pengambilan Keputusan dan Analisis Ekonomi

• Di Belanda, pemilihan metode perbaikan tanah menggunakan alat bantu keputusan berbasis analisis siklus hidup (whole life costing).
• Studi 2.300 skenario menggunakan model MRoad menunjukkan bahwa untuk zona transisi jembatan dengan timbunan 7 m dan waktu konstruksi 6 bulan, BRPE adalah solusi paling ekonomis untuk semua profil tanah lunak khas Belanda.
• Life Cycle Cost (LCC): BRPE menawarkan biaya siklus hidup terendah dibanding metode lain seperti EPS atau sand drains, terutama pada tanah organik dan lempung sangat lunak.

Inovasi Desain dan Validasi Eksperimen

• Desain BRPE kini didukung oleh hasil eksperimen 3D skala laboratorium dan studi lapangan.
• Distribusi beban: Eksperimen menunjukkan beban utama dialihkan ke geosintetik (GR strips), dengan distribusi beban berbentuk segitiga terbalik (inverse-triangular) yang dikonfirmasi dengan pengukuran di lapangan.
• Probabilistic Cost Analysis: Metodologi baru memperhitungkan variabilitas tanah dan ketidakpastian parameter, sehingga desain dan estimasi biaya lebih realistis dan tahan terhadap risiko keterlambatan maupun pembengkakan anggaran.

Analisis Kritis dan Perbandingan dengan Tren Global

Keunggulan utama dari dua studi kasus di atas adalah penerapan inovasi teknis yang teruji secara numerik, eksperimental, dan lapangan, serta integrasi analisis ekonomi jangka panjang. Hal ini sangat relevan dengan tren global pembangunan infrastruktur yang menuntut efisiensi, keberlanjutan, dan manajemen risiko berbasis data.

Kritik dan Saran:

• CMC sangat efektif di area terbatas dan tanah terkontaminasi, namun biaya awal bisa lebih tinggi dibanding metode konvensional. Namun, pengurangan penurunan jangka panjang dan minimnya gangguan pada struktur eksisting menjadi nilai tambah besar.
• BRPE menawarkan solusi jangka panjang yang ekonomis di tanah sangat lunak, namun perlu desain dan monitoring yang cermat agar distribusi beban optimal dan risiko kegagalan minimal.
• Rekomendasi: Integrasi teknologi monitoring digital dan penggunaan material ramah lingkungan (misal, geosintetik berbahan daur ulang) akan semakin memperkuat keunggulan dua metode ini di masa depan.

Relevansi untuk Industri dan Pendidikan

Bagi praktisi, akademisi, dan mahasiswa teknik sipil, pemahaman mendalam tentang solusi inovatif perbaikan tanah dan pondasi sangat penting untuk menghadapi tantangan pembangunan infrastruktur modern, khususnya di kawasan urban dan pesisir dengan tanah bermasalah. Studi kasus nyata dan data empiris dari proyek-proyek besar seperti Turcot Interchange dan proyek di Belanda menjadi referensi berharga untuk pengembangan kurikulum dan pelatihan profesional.

Kesimpulan

Inovasi dalam perbaikan tanah dan perkuatan pondasi seperti Controlled Modulus Columns dan Basal Reinforced Piled Embankment terbukti mampu menjawab tantangan tanah lunak dan kompresibel pada proyek infrastruktur transportasi skala besar. Dengan pendekatan desain berbasis data, analisis ekonomi siklus hidup, serta validasi eksperimental dan lapangan, kedua metode ini menawarkan solusi yang efisien, berkelanjutan, dan adaptif terhadap risiko. Kolaborasi antara peneliti, industri, dan pemerintah sangat penting untuk terus mendorong adopsi teknologi baru demi infrastruktur yang lebih tangguh dan berumur panjang.

Sumber : Proceedings of the 3rd International Conference on Transportation Geotechnics, Workshop 4: Ground Improvement and Soil Stabilisation, Guimarães, Portugal, 4 September 2016. Edited by S. Varaksin, A.A.S. Correia & M. Azenh

Pendahuluan

 

Ketika industri konstruksi menghadapi tekanan untuk bertransformasi menjadi lebih ramah lingkungan, inovasi dalam material bangunan menjadi kebutuhan mendesak. Salah satu inovasi menarik adalah penggunaan polimer alami dari rumput laut dalam mortar semen, yang menawarkan alternatif hijau untuk meningkatkan performa beton. Penelitian oleh Rr. M. I. Retno Susilorini dkk. (2014)menyoroti potensi besar dari Eucheuma Cottonii (gel) dan Gracilaria sp. (serbuk) dalam memperkuat mortar, sekaligus menekan emisi karbon.

 

Dengan memadukan pendekatan tradisional (bahan alam) dan modern (modifikasi struktur material), inovasi ini bertujuan menghadirkan beton yang lebih kuat, lebih tahan lama, dan tentu saja lebih ramah lingkungan.

 

Latar Belakang: Mengapa Butuh Inovasi Mortar Hijau?

 

Tantangan Beton Konvensional

Beton adalah material konstruksi paling banyak digunakan di dunia. Namun, produksinya menyumbang hingga 8% emisi karbon global. Menurut konsep Triangle of Virtuous Concrete Principle yang diusung Susilorini, inovasi material harus menghubungkan:

• Pembangunan infrastruktur,
• Keberlanjutan lingkungan,
• Pengurangan jejak karbon.

Dalam konteks inilah, penggunaan polimer alami dari rumput laut muncul sebagai solusi potensial untuk mendorong transisi menuju beton berkelanjutan.

 

Metode Penelitian: Menguji Kekuatan Mortar Berbasis Rumput Laut

 

^{Material dan Komposisi Campuran}

Mortar dasar: rasio semen : pasir : air = 1 : 1 : 0,6.

 

^Seaweed:

Eucheuma Cottonii: berbentuk gel, kaya kappa karagenan.

Gracilaria sp.: berbentuk bubuk, mengandung agarose dan agaropektin.

 

^{Tahapan Eksperimen}

 

1. Pre-eksperimen: Menguji kuat tekan mortar dengan berbagai konsentrasi seaweed.

2. Main-eksperimen: Menguji kuat tekan dan kuat tarik belah untuk campuran terbaik dari pre-eksperimen.

 

Standar pengujian merujuk pada ASTM C-39 untuk kuat tekan dan ASTM C-496 untuk kuat tarik belah.

 

^{Komposisi Seaweed}

Pre-eksperimen: 0,1%; 0,5%; 1%; 5% berat semen.

Main-eksperimen: 0,1%; 0,2%; 0,5%; 1%; 2%; 5%.

 

 

Hasil Penelitian dan Analisis

 

Pre-Eksperimen: Menentukan Bahan Terbaik

 

Pada umur 7 hari, Eucheuma Cottonii (gel) KM-0.5 mencapai kuat tekan 32,7 MPa.

Namun, pada umur 14 hari, Gracilaria sp. (bubuk) menunjukkan performa lebih stabil dan tinggi, dengan KM-14-1 mencapai 29,17 MPa.

 

Kesimpulan: Gracilaria sp. lebih efektif dalam meningkatkan kekuatan mortar jangka panjang, sehingga dipilih untuk main-eksperimen.

 

Main-Eksperimen: Optimasi Komposisi

 

KM-0.5 (0,5% serbuk Gracilaria) memberikan hasil terbaik:

Kuat tekan: 30,36 MPa pada 28 hari.

Kuat tarik belah: 6,27 MPa (21,35% dari kuat tekan).

 

Sebagai perbandingan:

Mortar kontrol hanya mencapai 25,33 MPa (kuat tekan) dan 3,26 MPa (kuat tarik belah).

 

 

Tren Penting:

Dosis rendah seaweed (≤0,5%) meningkatkan performa.

Dosis tinggi (1–5%) justru menurunkan kuat tekan akibat fenomena killing set.

 

 

Studi Kasus Tambahan: Beton Polimer di Dunia

Di Jepang, penggunaan lateks alam dalam beton meningkatkan ketahanan retak hingga 35%.

Inovasi ini sejalan dengan tren global beton aditif berbasis biomassa untuk mengurangi ketergantungan pada bahan sintetik.

 

 

Alasan Keberhasilan Gracilaria sp.

Gelling Properties: Agarose dalam Gracilaria membentuk jaringan gel kuat saat berinteraksi dengan semen.

Ductility and Low Shrinkage: Gracilaria menunjukkan penyusutan rendah, meningkatkan ikatan agregat dan mengurangi risiko retak.

Tidak Mengalami 'Overheating': Berbeda dengan Eucheuma yang telah melalui dua kali pemanasan, serbuk Gracilaria mempertahankan sifat adhesinya.

 

 

Implikasi terhadap Industri Konstruksi

 

Manfaat Lingkungan

Reduksi Emisi: Mengurangi kebutuhan semen berarti mengurangi emisi CO₂.

Pemanfaatan Biomassa Lokal: Seaweed melimpah di Indonesia dan negara tropis, memperpendek rantai pasok material.

 

Manfaat Ekonomi

Penghematan Biaya: Harga rumput laut lebih kompetitif dibanding aditif polimer sintetis.

Diversifikasi Produk: Membuka peluang industri baru berbasis bio-material.

 

Manfaat Teknis

Peningkatan Kinerja Mortar: Kuat tekan dan tarik lebih tinggi.

Perbaikan Retrofitting dan Repair: Lebih efektif untuk aplikasi perbaikan struktural.

 

 

Kritik dan Ruang untuk Pengembangan

 

^{Kelebihan Studi:}

Inovatif dalam penggunaan polimer alami berbasis karbohidrat.

Menggunakan pendekatan eksperimental lengkap dan komparatif.

 

^{Keterbatasan:}

Tidak diuji dalam kondisi ekstrem seperti paparan kimia atau beban siklik.

Fokus pada skala laboratorium; belum ada validasi proyek nyata.

 

^{Saran Pengembangan:}

Pengujian daya tahan terhadap lingkungan agresif (misal: air laut, bahan kimia industri).

Studi siklus hidup (life cycle assessment) untuk membuktikan keunggulan keberlanjutannya.

 

 

Kaitan dengan Tren Global

 

Circular Economy: Mengubah limbah dan biomassa menjadi sumber daya.

Net Zero Carbon Building: Mendorong penggunaan material dengan jejak karbon negatif.

Smart Sustainable Cities: Bahan bangunan hijau menjadi prioritas dalam desain kota pintar.

 

Kesimpulan

 

Penelitian ini membuktikan bahwa modifikasi mortar dengan polimer alami dari rumput laut, khususnya Gracilaria sp., adalah pendekatan inovatif dan praktis untuk mencapai beton berkelanjutan. Dengan peningkatan kuat tekan dan tarik belah yang signifikan, serta potensi pengurangan emisi karbon, inovasi ini menawarkan solusi konkret untuk tantangan industri konstruksi modern.

 

Di tengah krisis iklim dan kebutuhan infrastruktur yang terus meningkat, pengembangan material berbasis biomassa seperti ini tidak hanya relevan, tetapi juga sangat diperlukan.

 

 

Sumber

 

Susilorini, R. M. I., Hardjasaputra, H., Tudjono, S., Hapsari, G., Wahyu, R., Hadikusumo, G., & Sucipto, J. (2014). The Advantage of Natural Polymer Modified Mortar with Seaweed: Green Construction Material Innovation for Sustainable Concrete. Procedia Engineering, 95, 419–425.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.201

Pendahuluan

 

Dalam upaya menurunkan jejak karbon industri konstruksi, penggunaan material alami seperti tanah liat semakin diperhitungkan sebagai alternatif pengganti semen. Tesis Kassem Nejmeh (2024)membawa topik ini ke level lebih dalam, dengan fokus pada pengembangan campuran perekat tanah liat yang tidak hanya memiliki daya rekat tinggi, tetapi juga tahan terhadap perendaman air, baik untuk aplikasi horizontal seperti lantai, maupun vertikal seperti dinding.

 

Dengan merancang tiga strategi inovatif — yakni memperkuat material, menghambat penyerapan air, dan mengembangkan bahan perekat reversibel — tesis ini menawarkan pendekatan baru dalam penggunaan tanah liat untuk perekat keramik yang memenuhi standar ketat Eropa.

 

Tantangan Utama dalam Pemanfaatan Tanah Liat

 

Kenapa Perekat Berbasis Tanah Liat?

Produksi semen berkontribusi besar terhadap emisi karbon dunia — mencapai 600 kg hingga 1 ton CO₂ per ton semen. Menggantikan semen dalam perekat dengan bahan berbasis tanah liat bukan hanya memperkecil dampak lingkungan, tetapi juga memanfaatkan sumber daya lokal yang melimpah.

 

Namun, masalah utama dari perekat tanah liat adalah:

• Porositas tinggi → membuatnya mudah menyerap air,
• Daya rekat yang berkurang setelah terkena perendaman.

Untuk mengatasi ini, diperlukan modifikasi pada komposisi material dan metode aplikasinya.

 

Metode Penelitian: Tiga Strategi Inovatif

 

1. Memperkuat Perekat dengan Aditif

Penelitian ini menguji pengaruh berbagai aditif terhadap kekuatan adhesi dan ketahanan air:

• Polimer: Redispersible Polymer Powder (RDP), Floset, Starch.
• Nanopartikel: Colloidal Silica (LUDOX).
• Serat alami: Selulosa panjang.

 

Hasil:

• Penambahan 3% RDP meningkatkan kekuatan tarik awal sebesar 80%.
• Aditif Floset memperbaiki kohesi internal tanah liat tanpa mengurangi kelecakan kerja.

 

Analisis tambahan:

Penelitian lain, seperti yang dilakukan oleh Cyr et al. (2012), juga mendukung bahwa polimer berbasis EVA meningkatkan fleksibilitas material berbahan tanah liat.

 

2. Mengurangi Serapan Air

Strategi ini berfokus pada penghambatan imbibisi (pergerakan air masuk) menggunakan aditif hidrofobik seperti:

• Hydrowax (HWX),
• Tetraethyl Orthosilicate (TEOS).

 

Data Penting:

• Campuran dengan HWX mampu menurunkan penyerapan air hingga 45% dibandingkan kontrol.
• Permeabilitas material turun drastis setelah modifikasi.

 

Contoh Aplikasi Nyata:

Aspal plastik dan teknologi beton polimer juga menggunakan prinsip serupa untuk mengurangi retakan dan degradasi akibat air.

 

3. Mengembangkan Perekat Reversibel

Konsep revolusioner dalam tesis ini adalah perekat reversibel, yakni material yang:

• Kehilangan kekuatannya setelah terendam air,
• Namun dapat pulih hanya dengan proses pengeringan.

 

Studi Kasus:

 

• Setelah 7 hari perendaman, kekuatan adhesi turun 60%,
• Setelah 3 hari pengeringan, material bisa memulihkan kekuatannya hingga 90% dari semula.

Pendekatan ini membuka peluang besar dalam aplikasi bangunan berkelanjutan, di mana perawatan material lebih mudah dan murah.

 

Validasi Metode Baru: "Toast Butter Test" dan Shear Test

 

Selain mengembangkan material, tesis ini juga merancang prosedur pengujian baru:

• Toast Butter Test: mengevaluasi kualitas sebaran aditif di permukaan.
• Simple Shear Test: menilai kekuatan adhesi dengan alat yang lebih sederhana daripada standar EN 12004.

 

Nilai tambah:

Metode ini mempercepat pengujian dan mengurangi biaya pengujian hingga 30% dibandingkan metode standar.

 

Kaitan dengan Tren Industri

 

Penelitian ini relevan dengan beberapa tren besar dunia:

• Green Building Certification: penggunaan bahan rendah karbon semakin diutamakan dalam sertifikasi LEED dan BREEAM.
• Circular Economy: pemanfaatan bahan alami dan daur ulang mengurangi ketergantungan pada material baru.
• Adaptasi Iklim: bahan yang dapat pulih setelah basah sangat ideal untuk area rentan banjir atau kelembapan tinggi.

 

Kritik dan Ruang Perbaikan

 

Meski inovatif, ada beberapa catatan:

• Skalabilitas: Masih butuh riset lebih lanjut untuk aplikasi massal dan pengaruh siklus basah-kering jangka panjang.
• Durasi Pengeringan: Waktu pengeringan untuk pemulihan kekuatan masih relatif lama dibanding kebutuhan konstruksi cepat.

 

Kesimpulan

 

Tesis Kassem Nejmeh memperlihatkan pendekatan holistik dalam mengatasi tantangan penggunaan tanah liat sebagai bahan perekat. Melalui kombinasi penguatan mekanik, pengurangan serapan air, dan konsep reversibilitas, material berbasis tanah liat menjadi semakin kompetitif dibandingkan alternatif berbasis semen.

 

Dengan pengembangan lebih lanjut — terutama terkait optimasi waktu pengeringan dan validasi dalam skala proyek nyata — inovasi ini memiliki potensi besar untuk menjadi pilar baru dalam konstruksi ramah lingkungan di masa depan.

 

 

Sumber

 

Nejmeh, Kassem. (2024). Enhancing Adhesion and Water Resistance in Clayey adhesives Mixtures: Strategies for Vertical and Horizontal Applications. Université Gustave Eiffel.

DOI: https://theses.hal.science/tel-04608994v1

Definisi daftar istilah dadu

rekayasa sistm

Pendekatan metodis dan disiplin untuk spesifikasi, desain, pengembangan, realisasi, manajemen teknis, operasi, dan pensiun suatu sistem.

Definisi alternatif

Proses rekayasa sistem DoD adalah kumpulan proses manajemen teknis dan proses teknis yang diterapkan melalui siklus hidup akuisisi. Proses manajemen teknis adalah perencanaan teknis, manajemen konfigurasi, manajemen antarmuka, manajemen data teknis, manajemen persyaratan, manajemen risiko, penilaian teknis, dan analisis keputusan. Proses teknisnya adalah definisi kebutuhan pemangku kepentingan, analisis kebutuhan, desain arsitektur, implementasi, integrasi, verifikasi, validasi, dan transisi.

Informasi umum

Model proses rekayasa sistem (SE) Departemen Pertahanan telah direvisi beberapa kali. Model ini berevolusi dari kumpulan proses yang berfokus pada desain menjadi kumpulan dua subset proses, proses manajemen teknis dan proses teknis, seperti yang digambarkan pada Gambar 1 hingga Gambar 4. Evolusi model proses rekayasa sistem DoD telah didasarkan pada sejumlah standar proses rekayasa sistem industri, termasuk

• IEEE15288.1-2014 Penerapan SE pada Program Pertahanan
• ISO/IEC 26702, Aplikasi dan Manajemen Proses Rekayasa Sistem
• ISO/IEC/IEEE 42010, Deskripsi Arsitektur
• AMDAL 632, Proses untuk Merekayasa Sistem

Model proses SE DoD awal

Sebagaimana diilustrasikan oleh Gambar 1, kegiatan rekayasa sistem yang mendasar adalah proses analisis persyaratan, analisis fungsional dan proses alokasi, dan proses sintesis desain-semuanya diimbangi dengan teknik dan alat bantu yang secara kolektif disebut analisis dan kontrol sistem. Kontrol rekayasa sistem digunakan untuk melacak keputusan dan persyaratan, mempertahankan garis dasar teknis, mengelola antarmuka, mengelola risiko, melacak biaya dan jadwal, melacak kinerja teknis, memverifikasi persyaratan yang dipenuhi, dan meninjau / mengaudit kemajuan.

^{_{Sumber: dau.edu Gambar 1. Model Proses SE DoD Awal}}

Input proses terutama terdiri dari kebutuhan, tujuan, persyaratan, dan kendala proyek pelanggan. Masukan dapat mencakup, tetapi tidak terbatas pada, misi, ukuran efektivitas, lingkungan, basis teknologi yang tersedia, persyaratan keluaran dari penerapan proses rekayasa sistem sebelumnya, persyaratan keputusan program, dan persyaratan berdasarkan “pengetahuan perusahaan.”

Proses analisis persyaratan digunakan untuk mengembangkan persyaratan fungsional dan kinerja; yaitu, persyaratan pelanggan diterjemahkan ke dalam seperangkat persyaratan yang mendefinisikan apa yang harus dilakukan oleh sistem dan seberapa baik kinerjanya. Insinyur sistem harus memastikan bahwa persyaratan dapat dimengerti, tidak ambigu, komprehensif, lengkap, dan ringkas.

Fungsi dianalisis dengan menguraikan fungsi tingkat yang lebih tinggi yang diidentifikasi melalui analisis persyaratan menjadi fungsi tingkat yang lebih rendah. Persyaratan kinerja yang terkait dengan tingkat yang lebih tinggi dialokasikan ke fungsi yang lebih rendah. Hasilnya adalah deskripsi produk atau item dalam hal apa yang dilakukannya secara logis dan dalam hal kinerja yang dibutuhkan. Deskripsi ini sering disebut arsitektur fungsional produk atau item. Analisis fungsional dan proses alokasi memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang apa yang harus dilakukan sistem, dengan cara apa sistem dapat melakukannya, dan sampai batas tertentu, prioritas dan konflik yang terkait dengan fungsi tingkat yang lebih rendah. Proses ini memberikan informasi yang penting untuk mengoptimalkan solusi fisik. Alat-alat utama dalam analisis dan alokasi fungsional adalah diagram blok aliran fungsional, analisis garis waktu, dan lembar alokasi persyaratan.

Kinerja analisis fungsional dan alokasi menghasilkan pemahaman yang lebih baik tentang persyaratan dan harus mendorong pertimbangan ulang analisis persyaratan. Setiap fungsi yang diidentifikasi harus dapat ditelusuri kembali ke persyaratan. Proses berulang untuk meninjau kembali analisis kebutuhan sebagai hasil dari analisis fungsional dan alokasi disebut sebagai lingkaran kebutuhan.

Sintesis desain adalah proses mendefinisikan produk atau item dalam hal elemen fisik dan perangkat lunak yang bersama-sama membentuk dan mendefinisikan item tersebut. Hasilnya sering disebut sebagai arsitektur fisik. Setiap bagian harus memenuhi setidaknya satu persyaratan fungsional, dan setiap bagian dapat mendukung banyak fungsi. Arsitektur fisik adalah struktur dasar untuk menghasilkan spesifikasi dan garis dasar.

Mirip dengan lingkaran persyaratan yang dijelaskan di atas, lingkaran desain adalah proses meninjau kembali arsitektur fungsional untuk memverifikasi bahwa desain fisik yang disintesis dapat melakukan fungsi yang diperlukan pada tingkat kinerja yang diperlukan. Lingkaran desain memungkinkan pertimbangan ulang tentang bagaimana sistem akan menjalankan misinya, dan ini membantu mengoptimalkan desain yang disintesis.

Untuk setiap penerapan proses rekayasa sistem, solusi akan dibandingkan dengan persyaratan. Bagian dari proses ini disebut loop verifikasi, atau lebih umum lagi, Verifikasi. Setiap persyaratan di setiap tingkat pengembangan harus dapat diverifikasi. Dokumentasi dasar yang dikembangkan selama proses rekayasa sistem harus menetapkan metode verifikasi untuk setiap persyaratan. Metode verifikasi yang tepat meliputi pemeriksaan, demonstrasi, analisis (termasuk pemodelan dan simulasi), dan pengujian. Pengujian dan evaluasi formal (baik pengembangan maupun operasional) merupakan kontributor penting dalam verifikasi sistem.

Analisis dan pengendalian sistem mencakup kegiatan manajemen teknis yang diperlukan untuk mengukur kemajuan, mengevaluasi dan memilih alternatif, serta mendokumentasikan data dan keputusan. Kegiatan ini berlaku untuk semua langkah dalam proses rekayasa sistem. Tujuan dari analisis dan pengendalian sistem adalah untuk memastikan bahwa:

• Keputusan alternatif solusi dibuat hanya setelah mengevaluasi dampaknya terhadap efektivitas sistem, sumber daya siklus hidup, risiko, dan persyaratan pelanggan
• Keputusan teknis dan persyaratan spesifikasi didasarkan pada keluaran rekayasa sistem
• Ketertelusuran dari input proses rekayasa sistem ke output dipertahankan
• Jadwal untuk pengembangan dan pengiriman saling mendukung
• Disiplin teknis yang diperlukan diintegrasikan ke dalam upaya rekayasa sistem
• Dampak dari persyaratan pelanggan pada persyaratan fungsional dan kinerja yang dihasilkan diperiksa untuk validitas, konsistensi, keinginan, dan pencapaian
• Persyaratan desain produk dan proses dapat ditelusuri secara langsung ke persyaratan fungsional dan kinerja yang dirancang untuk dipenuhi, dan sebaliknya.

Output proses tergantung pada tingkat pengembangan. Ini akan mencakup basis data keputusan, sistem atau arsitektur item konfigurasi, dan garis dasar, termasuk spesifikasi, yang sesuai dengan fase pengembangan. Secara umum, ini adalah data apa pun yang menggambarkan atau mengontrol konfigurasi produk atau proses yang diperlukan untuk mengembangkan produk tersebut.

Model proses SE departemen pertahanan tahun 2003

Model proses DoD SE tahun 2003 terdiri dari kategori-kategori yang terdiri dari:

• Proses Teknis
• Proses Manajemen Teknis

^{_{Sumber: dau.edu Gambar 2. Model Proses SE Departemen Pertahanan tahun 2003}}

Di antara proses-proses teknis, proses pengembangan persyaratan, proses analisis logis dan proses solusi desain secara kolektif disebut proses desain, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Proses-proses ini digunakan untuk mendesain produk dari suatu sistem, termasuk produk operasional dan produk pendukung atau pendukung yang diperlukan untuk memproduksi, mendukung, mengoperasikan atau membuang sistem. Proses teknis lainnya secara kolektif disebut proses realisasi. Proses-proses ini digunakan untuk mewujudkan produk-produk sistem ini. Deskripsi dari proses-proses teknis tercantum di bawah ini:

• Proses pengembangan persyaratan mengambil semua masukan dari pengguna dan pemangku kepentingan, mengklarifikasikannya seperlunya dan pada akhirnya menerjemahkan masukan ini ke dalam Persyaratan Teknis.
• Proses analisis logis melalui analisis fungsional, meningkatkan pemahaman tentang Persyaratan Teknis yang telah ditentukan dan hubungan di antara mereka (misalnya, fungsional, perilaku, terkait waktu) dengan membuat dan menganalisis arsitektur fungsional.
• Proses solusi desain menerjemahkan output dari proses Definisi Persyaratan Pemangku Kepentingan dan Analisis Persyaratan ke dalam solusi desain alternatif, arsitektur fisik, dan pada akhirnya solusi desain akhir (kumpulan Persyaratan yang Ditentukan Solusi).
• Proses Implementasi menentukan tiga cara, melakukan pembelian atau penggunaan kembali, untuk mewujudkan elemen sistem tingkat rendah.
• Proses integrasi menggabungkan elemen sistem tingkat rendah ke dalam subsistem dan sistem tingkat yang lebih tinggi.
• Proses verifikasi mengkonfirmasi bahwa elemen sistem memenuhi spesifikasi desain-ke atau build-to.
• Proses validasi mengkonfirmasi bahwa elemen sistem memenuhi Persyaratan Pemangku Kepentingan.
• Proses transisi memindahkan elemen sistem ke tahap pengembangan berikutnya, atau untuk sistem barang jadi, ke pengguna.

Proses manajemen teknis digunakan untuk mengelola pengembangan produk sistem, termasuk produk pendukung atau pendukung. Proses ini digunakan bersamaan dengan proses teknis. Proses yang terakhir melakukan pekerjaan rekayasa sistem, sementara proses yang pertama memastikan bahwa pekerjaan dilakukan dengan benar. Deskripsi proses manajemen teknis tercantum di bawah ini:

• Proses perencanaan teknis memastikan penerapan proses rekayasa sistem yang tepat.
• Proses manajemen persyaratan menyediakan ketertelusuran, yang pada akhirnya kembali ke kemampuan dan kebutuhan yang ditentukan pengguna.
• Proses manajemen antarmuka memastikan definisi antarmuka dan kesesuaian di antara elemen-elemen yang menyusun sistem serta dengan sistem lain yang harus dioperasikan oleh sistem atau elemen-elemen sistem.
• Proses manajemen risiko memeriksa risiko teknis yang menyimpang dari rencana program.
• Proses manajemen konfigurasi menetapkan dan menjaga konsistensi atribut produk dengan persyaratan dan informasi konfigurasi produk.
• Proses manajemen data teknis merencanakan, memperoleh, mengakses, mengelola, melindungi, dan menggunakan data yang bersifat teknis untuk mendukung siklus hidup total sistem.
• Proses penilaian teknis mengukur kemajuan teknis dan efektivitas rencana dan persyaratan. Alat penilaian teknis utama meliputi: manajemen nilai yang diperoleh (EVM), pengukuran kinerja teknis (TPM) dan tinjauan teknis.
• Proses analisis keputusan memberikan dasar untuk mengevaluasi dan memilih alternatif teknis ketika keputusan perlu dibuat.

Model proses SE departemen pertahanan tahun 2008 

Model proses SE DoD tahun 2008 hanya mengubah nama-nama proses desain dari model sebelumnya, seperti yang digambarkan pada Gambar 3. Proses pengembangan kebutuhan diubah namanya menjadi proses definisi kebutuhan pemangku kepentingan. Proses analisis logis diubah namanya menjadi proses analisis kebutuhan, dan proses solusi desain diubah namanya menjadi proses desain arsitektur.

^{_{Sumber: dau.edu Gambar 3. Model Proses SE Dephan tahun 2008}}

^{_{Sumber: dau.edu Gambar 4. Model Proses SE Departemen Pertahanan tahun 2014}}

Model proses SE DoD tahun 2014 mengubah ilustrasi model sebelumnya, seperti yang digambarkan pada Gambar 4, yang menggabungkan hubungan aktivitas SE utama dan proses SE. Model ini juga mengganti nama rangkaian proses desain menjadi rangkaian proses dekomposisi. Semua proses tetap memiliki definisi yang sama dengan model sebelumnya.

Disadur dari: dau.edu

Di bidang sains, teknologi informasi, dan pengetahuan, tingkat kesulitan sistem merupakan hal yang sangat penting. Ketika sistem menjadi lebih rumit, metode tradisional untuk memecahkan masalah menjadi tidak efisien. Analisis sistem adalah memeriksa masalah bisnis, mengidentifikasi tujuan dan persyaratannya, dan kemudian merancang solusi yang paling optimal untuk memenuhi kebutuhan tersebut.

Analisis Sistem
Ini adalah langkah pertama dalam setiap pengembangan sistem dan fase kritis di mana para pengembang berkumpul untuk memahami masalah, kebutuhan, dan tujuan proyek.

Beberapa aspek kunci dari analisis sistem adalah:

• Identifikasi Masalah: Hal ini melibatkan identifikasi masalah yang ingin diatasi oleh sistem. Apakah itu mengotomatisasi proses bisnis, meningkatkan manajemen data, atau meningkatkan pengalaman pengguna, memahami masalah adalah langkah pertama dan terpenting.
• Pengumpulan Persyaratan: Setelah masalah teridentifikasi, langkah selanjutnya adalah mengumpulkan dan menuliskan persyaratan. Hal ini melibatkan komunikasi dengan pelanggan dan pengembang untuk mengumpulkan informasi tentang bagaimana sistem akan dirancang.
• Studi kelayakan: Sebelum masuk ke pengembangan, penting untuk memeriksa kelayakan proyek. Hal ini mencakup evaluasi aspek teknis, operasional, dan keuangan untuk menentukan kelayakan solusi yang diusulkan.
• Analisis dan pemodelan: Untuk mendapatkan wawasan yang mendalam tentang sistem, analis mengembangkan berbagai model, seperti Data Flow Diagram (DFD), Use Case, dan Entity-Relationship (ER) diagram. Model-model ini membantu pelanggan untuk memvisualisasikan sistem dan interaksinya.
• Definisi Ruang Lingkup: Mendefinisikan ruang lingkup sistem penting untuk mencegah penambahan fitur yang berlebihan pada sistem dan memastikan bahwa proyek tetap berada dalam batas-batasnya. Ini mengidentifikasi apa yang merupakan bagian dari sistem dan apa yang tidak.

Contoh:

Sistem Deteksi Penipuan: Mempelajari pola transaksi dan ketidakkonsistenan dalam data keuangan untuk mengembangkan algoritme untuk mendeteksi dan mencegah aktivitas penipuan.

^{_{Sumber: geeksforgeeks.org}}

Analisis sistem (analisis sistem - desain sistem)

Desain sistem
Desain sistem adalah tempat cetak biru proyek dibuat. Hal ini melibatkan transformasi persyaratan yang diidentifikasi dalam fase analisis menjadi solusi visual. Komponen utama dari desain sistem adalah sebagai berikut:

• Desain arsitektur: Fase ini menggambarkan struktur tingkat tinggi dari sistem. Hal ini termasuk menentukan komponen perangkat lunak dan perangkat keras, konektivitas mereka satu sama lain dan desain keseluruhan sistem. Arsitek membuat desain penting untuk memastikan skalabilitas, kinerja, dan keamanan.
• Konfigurasi basis data: Fase desain termasuk mendefinisikan skema basis data, penyimpanan data, dan metode akses. Seorang programmer database memastikan bahwa data diatur dengan benar, dan sistem dapat mengambil dan memproses data secara efisien.
• Sistem komunikasi: Kontrol komunikasi adalah komponen penting dari sebagian besar sistem. Pada fase ini, desainer membuat elemen visual dan interaksi sistem.
• Desain Algoritma: Algoritma yang kompleks dirancang dalam fase ini. Algoritma adalah logika atau program yang membuat sistem bekerja, dan efisiensi serta keakuratannya sangat penting.
• Keamanan: Keamanan data adalah perhatian utama dalam dunia digital saat ini. Pengembang harus merencanakan langkah-langkah keamanan untuk melindungi sistem dan datanya, seperti enkripsi, kontrol akses, dan tindakan ancaman.
• Pengujian dan Pemeliharaan: Rencana sistem juga harus mencakup rencana pengujian dan validasi. Perancang harus menentukan bagaimana sistem akan diuji untuk memastikan bahwa sistem tersebut memenuhi persyaratan yang ditentukan dan bekerja sesuai rencana.
• Dokumentasi: Dokumentasi yang sesuai diperlukan untuk memelihara sistem dan memungkinkan penggunaan di masa mendatang. Selama fase desain, dokumentasi harus dibuat atau diperbarui untuk memastikan bahwa tim pengembangan dan pengguna akhir dapat mengakses informasi yang diperlukan.

Contoh:

Sistem Manajemen Pendidikan:

1. Komponen: Basis data siswa, detail mata kuliah, modul manajemen, sistem penilaian.
2. Modul: Pendaftaran, pelacakan kehadiran, pengiriman tugas, nilai.
3. Antarmuka: Portal siswa, portal guru, portal orang tua.

^{_{Sumber: geeksforgeeks.org}}

Apa yang dimaksud dengan Sistem?

Sistem adalah sekumpulan hal yang bekerja bersama sebagai jaringan yang saling berhubungan untuk mencapai tujuan tertentu. Sekumpulan hal tersebut dapat berupa perangkat keras, perangkat lunak, karyawan, dan masih banyak lagi. Sistem ada di mana-mana di sekitar kita seperti sistem komputer yang memiliki perangkat keras dan perangkat lunak untuk menjalankan fungsi tertentu.

Contoh: Sistem biologis, sistem pendidikan, sistem fisik, dll.

Batasan-batasan dari sebuah Sistem

Setiap sistem bekerja dalam batasan-batasan tertentu yang disebut kendala. Batasan-batasan ini menentukan batas-batas di mana sistem dapat beroperasi. Batasan yang umum termasuk batasan keuangan, batasan teknis, dan batasan waktu, yang penting dalam memandu pengembangan dan pengoperasian program.

Sifat-sifat sistem

Sistem memiliki beberapa sifat utama:

1. Keterkaitan: Komponen di dalam perangkat saling berhubungan, perubahan pada satu sistem dapat menyebabkan perubahan pada sistem lainnya.
2. Lingkungan: Sistem berada di dalam lingkungan, berinteraksi dengan lingkungan dan dipengaruhi oleh lingkungan.
3. Batas: Sistem memiliki batas yang dijelaskan yang memisahkannya dari lingkungan eksternal. Hal ini penting untuk mempelajari bagaimana sistem berinteraksi dengan lingkungan eksternal.
4. Tujuan: Sistem dirancang dengan tujuan yang jelas dan sasaran yang spesifik. Komponen-komponen dari sebuah sistem diatur sedemikian rupa untuk melakukan tugas-tugas yang dimaksudkan.
5. Masukan dan Keluaran: Sistem membutuhkan input yang mengarah untuk memberikan output yang diinginkan.
6. Umpan balik: Umpan balik adalah bagian terpenting dari sistem karena membantu pengembang untuk memperbaruinya sesuai dengan kebutuhan pengguna.

Elemen-elemen sistem

1. Masukan: Data yang diperoleh perangkat dari sumber eksternal.
2. Proses: Aktivitas yang terjadi di dalam sistem.
3. Keluaran: Hasil setelah memproses input.
4. Umpan balik: Umpan balik diberikan oleh pelanggan untuk memperbaiki sistem.

Elemen-elemen dari sebuah sistem (-Analisis Sistem - Desain Sistem)

^{_{Sumber: geeksforgeeks.org}}

Jenis-jenis sistem

• Sistem Terbuka: Sistem terbuka adalah sistem yang berinteraksi secara bebas dengan faktor eksternal. Sistem ini mampu mengadaptasi perubahan yang terjadi di dalam sistem.
  • Contoh: organisasi bisnis.
• Sistem Tertutup: Sistem tertutup adalah sistem yang berada di dalam dirinya sendiri. Sistem ini tidak memiliki interaksi dengan lingkungan.
  • Contoh: Sistem komputer.
• Sistem Adaptif: Sistem adaptif adalah sistem yang mengubah perilakunya dengan perubahan lingkungan.
  • Contoh: pasar yang terus berubah.
• Sistem Dinamis: Sistem dinamis adalah sistem yang berubah dan berkembang selama periode waktu tertentu.
  • Contoh: perubahan sistem ekologi dengan faktor-faktor seperti perubahan iklim.

Model sistem

Model sistem adalah representasi sistem dunia nyata yang disederhanakan yang membantu kita memahami, menganalisis, dan merancang sistem yang kompleks. Model-model ini merupakan alat penting yang digunakan di berbagai bidang seperti teknik, ilmu komputer, ekonomi, dan biologi untuk mempelajari dan memprediksi perilaku sistem. Model sistem dapat berbentuk visual, matematis, atau konseptual. Model-model ini memberikan wawasan tentang desain program, komunikasi, dan pengembangan. Berikut adalah beberapa jenis model sistem yang umum digunakan: Matematika, Simulasi, Grafik, Fisik, Konseptual.

Kategori Informasi

Dalam konteks sistem, catatan dapat dikategorikan sebagai berikut:

1. Informasi Operasional: Informasi yang digunakan untuk melakukan operasi sehari-hari.
2. Informasi Manajemen: Informasi yang digunakan oleh para manajer untuk pengambilan keputusan.
3. Informasi Strategis: Informasi yang berkaitan dengan rencana jangka panjang dan formula pendekatan.

Kesimpulan

Kesimpulannya, analisis dan desain sistem membentuk landasan pengembangan perangkat lunak yang sukses dan pemecahan masalah di berbagai domain. Analisis dan desain sistem adalah proses mendasar yang membantu kita menavigasi kompleksitas sistem modern dan membuat inovasi di dunia yang berubah dengan cepat.

Merasa tersesat di dunia Desain Sistem yang luas? Saatnya untuk bertransformasi! Daftarkan diri Anda dalam Kursus Menguasai Desain Sistem Dari Solusi Tingkat Rendah hingga Tingkat Tinggi - Kursus Langsung dan mulailah perjalanan yang menggembirakan untuk menguasai konsep dan teknik desain sistem secara efisien.

Disadur dari: geeksforgeeks.or