Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) mengkaji potensi tepung singkong sebagai alternatif pemadam kebakaran hutan. Beberapa waktu lalu, Presiden Prabowo Subianto menyetujui penggunaan bahan berbasis tepung singkong sebagai alternatif pemadaman kebakaran hutan dan lahan (karhutla).
Melalui pengembangan material retardan berbasis pati singkong yang dikombinasikan dengan senyawa fosfat, inovasi ini akan meningkatkan efektivitas penggunaan air dalam pengendalian kebakaran vegetasi.
Periset Kimia Molekuler BRIN, Julinton menjelaskan bahwa penggunaan pati singkong dalam teknologi pemadam memiliki dasar ilmiah yang dapat dikembangkan lebih lanjut melalui rekayasa kimia dan formulasi.
“Pernyataan Bapak Presiden terkait penggunaan bahan berbasis singkong untuk mendukung pemadaman kebakaran memiliki dasar ilmiah yang kuat. Namun, formulasi, efektivitas, keselamatan, dan dampak lingkungannya tetap harus divalidasi melalui pengujian laboratorium dan lapangan secara terukur,” ujarnya dalam keterangan resmi.
Potensi utama pati singkong terletak pada struktur polisakaridanya yang kaya gugus hidroksil dan dapat dimodifikasi secara kimia untuk mengatur kemampuan pembentukan film, viskositas, retensi air serta interaksinya dengan komponen retardan.
Dalam teknologi yang sedang dikembangkan, pati singkong tidak digunakan sendiri, tetapi dikombinasikan dengan ammonium polyphosphate (APP), air dan wetting agent berkonsentrasi rendah.
“Bahan ini dirancang bekerja melalui beberapa mekanisme yang saling melengkapi. Air berfungsi menyerap panas dan menurunkan temperatur bahan bakar. Pati singkong termodifikasi membantu meningkatkan adhesi dan mempertahankan cairan lebih lama pada permukaan vegetasi, sementara wetting agent membantu cairan menyebar dan menembus bahan bakar vegetasi dengan lebih baik. APP kemudian memberikan mekanisme retardasi kimia ketika material menerima panas,” Julinton menjelaskan.
Ketika dipanaskan, APP menghasilkan spesies asam fosfat dan polifosfat yang dapat mengatalisis dehidrasi material kaya selulosa dan polisakarida. Mekanisme ini mengarahkan proses pirolisis menuju pembentukan lebih banyak residu karbon padat atau char dan mengurangi pembentukan senyawa volatil yang mudah terbakar.
Lapisan char tersebut kemudian menjadi penghalang terhadap perpindahan panas dan massa serta membatasi kontak langsung antara permukaan bahan bakar dan oksigen.
Dengan demikian, teknologi ini tidak bekerja dengan ‘menghilangkan oksigen’ dari atmosfer. Mekanisme utamanya adalah pendinginan, peningkatan pembasahan dan retensi cairan serta perubahan jalur dekomposisi termal bahan bakar vegetasi sehingga laju perambatan api berpotensi ditekan.
Julinton menjelaskan, proses produksi inovasi ini bermula dari ekstraksi pati singkong mentah, yang kemudian dimurnikan dan dimodifikasi secara kimia untuk memperoleh karakteristik fisikokimia dan reologi yang sesuai.
Beberapa jalur modifikasi, termasuk fosforilasi, cross-linking, atau modifikasi fungsional lainnya akan dievaluasi untuk meningkatkan kestabilan formulasi, kemampuan membentuk film, retensi air, serta sinerginya dengan APP.
“Pati hasil modifikasi kemudian diformulasikan bersama APP atau komponen fosfat yang sesuai, wetting agent berkonsentrasi rendah, dan air. Komposisi masing-masing komponen tidak ditetapkan secara arbitrer, tetapi akan dioptimalkan berdasarkan viskositas, stabilitas penyimpanan, sedimentasi, redispersibilitas, tegangan permukaan, pembentukan droplet, kompatibilitas material dan kinerja pemadaman,” paparnya.
Di lapangan, penggunaan tepung singkong dirancang tetap sederhana dengan mencampurkan konsentrat atau bahan formulasi ke dalam tangki air sebelum penyemprotan. Konsentrasi optimum belum ditetapkan dan akan ditentukan melalui penelitian sehingga formulasi tetap memiliki kemampuan retensi yang baik tanpa menyebabkan viskositas berlebihan, sedimentasi, atau penyumbatan pada pompa dan nozzle.
Secara taktis, cairan retardan berbasis pati singkong–APP berpotensi dikembangkan untuk penyebaran melalui udara maupun darat.
Namun, penyebaran melalui udara harus memiliki viskositas dan distribusi ukuran droplet yang sesuai agar kehilangan akibat drift dan penguapan dapat diminimalkan tanpa mengganggu kemampuan pompa dan nozzle.
Untuk operasi berbasis drone, formulasi dapat diarahkan untuk penyemprotan presisi pada titik api awal, sisi atau flank kebakaran, spot fire, serta pembentukan garis retardan pada vegetasi yang belum terbakar. Kamera termal dapat digunakan untuk membantu identifikasi titik panas dan mengevaluasi potensi penyalaan kembali setelah penyemprotan.
Untuk operasi darat, armada pemadam dapat menyemprotkannya langsung pada bahan bakar vegetasi di sekitar titik api atau pada area yang perlu dilindungi. Pendekatan lainnya adalah membentuk retardant line, yaitu jalur vegetasi yang telah dilapisi bahan retardan untuk memperlambat perambatan api menuju area berikutnya.
Pada kebakaran berintensitas tinggi, penggunaan tepung singkong tidak dimaksudkan sebagai pengganti seluruh metode pemadaman yang telah tersedia. CASSA-P dikembangkan terutama sebagai teknologi pendukung untuk respons awal, pengendalian penyebaran, perlindungan area strategis dan pemadaman spot fire, yang tetap harus terintegrasi dengan personel darat dan sistem pemadaman lainnya.
Penggunaan fire retardant dan water enhancer pada penanganan kebakaran vegetasi telah digunakan dan dikembangkan di sejumlah negara. Namun, formulasi CASSA-P memiliki pendekatan berbeda karena mengembangkan pati singkong domestik sebagai matriks biomaterial dan sumber karbon yang dikombinasikan dengan fosfat, air juga wetting agent untuk menghasilkan mekanisme pemadaman yang terintegrasi.
Aspek lingkungan menjadi salah satu parameter utama penelitian. Meskipun pati singkong berasal dari biomassa terbarukan, formulasi akhir tidak dapat langsung diklaim ‘100 persen biodegradable’ atau ‘tidak beracun’.
Keselamatan lingkungan CASSA-P harus dibuktikan melalui pengujian biodegradabilitas, fitotoksisitas, dampak terhadap organisme tanah dan air, kandungan serta pelepasan fosfat dan nitrogen, serta karakteristik residu setelah pembakaran.