Biorock

Biorock, yang juga dikenal dengan sebutan seacrete, merupakan suatu material hasil rekayasa yang menyerupai semen dan terbentuk melalui proses elektrolisis di lingkungan laut. Proses ini terjadi ketika arus listrik bertegangan rendah dialirkan di antara elektrode logam yang terendam di air laut, sehingga mineral-mineral terlarut mengalami pengendapan pada katode dan menghasilkan lapisan kalsium karbonat yang padat. Mekanisme yang dikenal sebagai proses akresi tersebut dimanfaatkan untuk pembuatan material konstruksi serta pengembangan terumbu buatan yang berfungsi mendukung pertumbuhan karang dan organisme laut lainnya. Teknologi ini pertama kali dikembangkan oleh Wolf Hilbertz pada tahun 1976, dan pada masa awalnya dilindungi oleh hak paten serta merek dagang yang kini telah habis masa berlakunya.

 Sejarah 
Pada tahun 1970-an, Profesor Wolf Hilbertz , seorang arsitek terlatih, mempelajari kerang dan terumbu karang di Sekolah Arsitektur Universitas Texas . Ia berpikir tentang bagaimana manusia dapat meniru cara karang tumbuh. Setelah penelitian pendahuluan pada tahun 1975, pada tahun 1976 ia menemukan bahwa dengan mengalirkan arus listrik melalui air garam, seiring waktu, lapisan tebal berbagai material, termasuk batu kapur, akan mengendap di katode . Eksperimen selanjutnya menunjukkan bahwa lapisan tersebut dapat menebal dengan laju 5 cm per tahun selama arus mengalir.

Pada awalnya, Wolf Hilbertz merancang teknologi biorock dengan tujuan untuk menumbuhkan struktur berbiaya rendah di lingkungan laut. Ia memaparkan landasan teoretis dari konsep tersebut dalam sebuah publikasi teknis pada tahun 1979 , serta berpendapat bahwa teknologi ini sebaiknya tidak dipatenkan agar dapat dimanfaatkan secara luas untuk kepentingan komersial. Namun, setelah menghadapi sejumlah kegagalan, Hilbertz mendirikan The Marine Resources Company, memperoleh dukungan modal ventura, dan kemudian mendaftarkan beberapa paten yang berkaitan dengan biorock.

Perusahaan tersebut dibubarkan pada tahun 1982 ketika fokus Hilbertz beralih ke pengembangan terumbu karang buatan atau yang dikenal sebagai terumbu karang berlistrik, setelah ia berkolaborasi dengan Thomas J. Goreau. Kemitraan ini menghasilkan berbagai penelitian lanjutan di bidang restorasi ekosistem laut, dan setelah wafatnya Hilbertz pada tahun 2007, Goreau melanjutkan pengembangan proyek biorock serta upaya pemulihan terumbu karang.

 Proses 
Reaksi kimia yang berlangsung pada katode melibatkan pengendapan kalsium karbonat (aragonit) yang berinteraksi dengan magnesium, ion klorida, serta ion hidroksida, membentuk lapisan tebal di sekitar katode. Lapisan ini memiliki komposisi yang menyerupai semen magnesium oksiklorida. Seiring berjalannya waktu, proses perlindungan katodik menggantikan ion klorida negatif (Cl⁻) dengan bikarbonat terlarut (HCO₃⁻), sehingga lapisan tersebut mengeras menjadi campuran hidromagnesit–aragonit. Gas oksigen terbentuk dan dilepaskan melalui struktur berpori selama proses tersebut. Material yang dihasilkan memiliki kekuatan tekan antara 3.720 hingga 5.350 psi (25,6–36,9 MPa), nilai yang sebanding dengan beton yang digunakan untuk konstruksi perkerasan. Biorock berkembang dengan cepat, semakin kuat seiring waktu, serta mampu memperbaiki diri ketika aliran listrik tetap diterapkan. Namun demikian, proses ini merupakan sistem yang menghasilkan emisi karbon dioksida ke atmosfer, bukan menyerapnya.

Arus listrik yang digunakan berasal dari sumber arus searah (DC) bertegangan rendah, umumnya kurang dari 4 volt, dengan intensitas arus kecil, dan dapat diberikan secara kontinu, berdenyut, maupun berselang. Energi listrik ini dapat dipasok dari sumber daya terbarukan berbiaya rendah, seperti panel surya terapung berukuran kecil yang ditempatkan di lokasi sekitar. Setiap satu kilowatt-jam energi listrik dapat menghasilkan sekitar 0,4 hingga 1,5 kilogram (0,9–3,3 pon) biorock, tergantung pada kondisi lingkungan seperti kedalaman perairan, arus listrik, kadar salinitas, dan suhu air laut.

 Terumbu karang yang dialiri listrik 
Terumbu karang yang dialiri listrik dapat dibangun menggunakan proses Biorock yang menyediakan substrat tempat karang tumbuh subur, sangat mirip dengan terumbu karang alami. Elemen struktural terumbu karang dapat dibangun dari logam tulangan berbiaya rendah yang akan menjadi dasar pembentukan batuan, yang dapat dibuat secara lokal dalam bentuk yang sesuai dengan lokasi dan tujuannya. Daya disuplai antara struktur logam besar ini ( katode ) dan anoda yang jauh lebih kecil. Karang juga mendapatkan manfaat dari lingkungan terumbu karang yang dialiri listrik dan teroksigenasi yang terbentuk di sekitar katode. Kadar oksigen terlarut yang tinggi membuatnya sangat menarik bagi organisme laut, terutama ikan sirip.

 Referensi