Indonesia menghadapi dua tantangan besar yang saling berkaitan, yaitu peningkatan volume sampah kota dan kebutuhan mendesak akan sumber energi berkelanjutan. Setiap tahun, Indonesia menghasilkan lebih dari 146 juta ton potensi biomassa yang sebenarnya dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi domestik. Namun, sebagian besar potensi ini belum digunakan secara optimal, sementara tumpukan sampah perkotaan (Municipal Solid Waste/MSW) terus meningkat dan sebagian besar masih berakhir di tempat pembuangan akhir (TPA) yang sudah melampaui kapasitas. Kondisi ini menimbulkan berbagai dampak lingkungan dan kesehatan yang serius bagi masyarakat. Salah satu kendala utama dalam proses pengolahan sampah menjadi energi adalah karakteristik termokimia bahan baku di Indonesia. Sebagian besar sampah kota memiliki kadar air yang tinggi, sehingga pembakarannya menjadi tidak efisien. Energi panas yang seharusnya digunakan untuk menghasilkan listrik justru habis untuk menguapkan air yang terkandung di dalam sampah. Akibatnya, suhu pembakaran menurun, proses menjadi tidak sempurna, dan menghasilkan emisi asap hitam serta gas berbahaya seperti karbon monoksida dan dioksin.
Menjawab permasalahan tersebut, tim peneliti dari Universitas Indonesia (UI) bekerja sama dengan PT Bumi Resik Nusantara Raya mengembangkan Sistem Pengolahan Sampah Berbasis Superheated Steam Incinerator. Sistem ini dilengkapi dengan kerangka manajemen pengetahuan (Knowledge Management) dan model skala insinerator (Model Scale Incinerator) untuk menjawab permasalahan mendasar dalam pengelolaan sampah melalui pendekatan rekayasa sistem yang terintegrasi antara teknologi, simulasi digital, dan manajemen operasional. Teknologi utama dalam sistem ini adalah Intermittent Furnace atau tungku intermiten, yang dirancang untuk mengatasi bahan bakar dengan kadar air tinggi. Prosesnya berlangsung dalam tiga tahap, yaitu pengeringan, pirolisis/gasifikasi, dan pembakaran arang, dengan suhu yang dikontrol secara bertahap dan presisi. Pendekatan bertingkat ini memungkinkan air dalam sampah diuapkan terlebih dahulu sebelum proses pembakaran dimulai, sehingga gas yang dihasilkan dapat diubah menjadi bahan bakar dan sisa arang dibakar tuntas dengan pasokan oksigen yang terkendali. Dengan cara ini, proses pembakaran menjadi lebih efisien, bebas asap hitam, dan tidak menimbulkan suhu berlebih yang dapat merusak sistem.
Dari sisi perancangan, tim peneliti UI juga menerapkan konsep digital twin atau kembaran digital dengan memanfaatkan dua perangkat lunak utama, yaitu Aspen Plus untuk pemodelan makroskopik dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk simulasi mikroskopik di dalam ruang bakar. Melalui simulasi ini, tim dapat menganalisis aliran panas, campuran udara dan bahan bakar, serta distribusi suhu di dalam tungku dengan tingkat ketelitian tinggi. Pendekatan digital ini memungkinkan proses desain menjadi lebih efisien sekaligus mengurangi risiko kegagalan sebelum pembuatan prototipe fisik dilakukan. Inovasi ini juga dilengkapi dengan kerangka kerja manajemen pengetahuan (Knowledge Management/KM) yang berfungsi untuk mengarsipkan seluruh hasil riset, data teknis, dan standar operasional ke dalam modul-modul yang dapat digunakan kembali. Dengan sistem ini, desain insinerator dapat direplikasi dan dioperasikan dengan konsistensi yang sama di berbagai wilayah Indonesia. Sebagai pelengkap, dikembangkan pula Model Scale Incinerator, yaitu versi mini dari sistem utama yang berfungsi sebagai alat validasi desain dan media pelatihan bagi operator. Model ini membantu tim dalam melakukan uji coba dan penyempurnaan rancangan sebelum diterapkan dalam skala penuh, sekaligus menjadi sarana edukasi bagi peningkatan kompetensi sumber daya manusia di bidang teknologi pengolahan sampah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem baru ini mampu meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengurangi emisi gas berbahaya seperti karbon monoksida (CO) dan partikulat hitam. Proses yang lebih stabil juga meningkatkan keandalan sistem, menurunkan risiko overheating pada tungku maupun boiler, serta mengurangi biaya perawatan. Selain itu, teknologi ini berpotensi besar diterapkan secara luas sebagai platform nasional pengolahan sampah terstandar yang bisa digunakan di berbagai Tempat Pengolahan Sampah Terpadu (TPST) di seluruh Indonesia. Saat ini, proyek telah memasuki tahap lanjutan dengan fokus pada penyempurnaan desain rekayasa rinci (Detailed Engineering Design) dan pembangunan prototipe skala ajar. Langkah ini menjadi penting untuk memvalidasi hasil simulasi digital dengan data lapangan sebelum menuju tahap sertifikasi dan komersialisasi penuh. Tantangan utama yang dihadapi adalah kebutuhan pendanaan lanjutan untuk menyelesaikan tahap prototipe dan sertifikasi, karena proyek ini telah memasuki fase yang sering disebut valley of death dalam inovasi teknologi—yakni fase ketika desain telah matang secara ilmiah, tetapi membutuhkan dukungan investasi agar bisa diwujudkan dalam produksi nyata.
Gambar: Sistem Pengolahan Sampah Berbasis Superheated Steam Incinerator
Prof. Adi Surjosatyo, Ph.D. berharap alat ini bisa membantu dalam reduksi sampah yang lebih optimal di TPST, sehingga TPST bisa beroperasi lebih baik dan mengurangi sampah kota secara signifikan. Selain itu, dibutuhkan kolaborasi antar stakeholder untuk mencapai teknologi pereduksi sampah yang bisa masif secara implementasi maupun impak kepada masyarakat.
Menurut Chairul Hudaya, Ph.D., Direktur Inovasi dan Riset Berdampak Tinggi Universitas Indonesia (DIRBT UI), inovasi ini merupakan contoh konkret bagaimana hasil riset kampus dapat memberikan solusi bagi persoalan nasional yang kompleks.“Masalah sampah adalah isu yang menyentuh langsung kehidupan masyarakat, dan teknologi seperti Superheated Steam Incinerator ini membuktikan bahwa riset perguruan tinggi bisa berperan nyata dalam menanganinya,” ujar Chairul.
Inovasi ini merupakan wujud nyata kolaborasi Triple Helix antara universitas (UI), industri (PT Bumi Resik Nusantara Raya), dan lembaga riset pemerintah (BRIN). Kolaborasi lintas sektor ini menjadi contoh ideal dalam pengembangan teknologi berkelanjutan di Indonesia. Jika berhasil diimplementasikan secara penuh, sistem Superheated Steam Incinerator hasil riset Universitas Indonesia ini berpotensi menjadi standar nasional baru dalam pengolahan sampah, yang bukan hanya efisien dan ramah lingkungan, tetapi juga membuka peluang besar bagi pengembangan energi terbarukan dari limbah perkotaan di masa depan
