Riset dan Inovasi

Pengantar Riset dan Inovasi

Departemen Teknik Sipil Universitas Indonesia berkomitmen untuk memberikan kontribusi secara konkret dalam mengembangkan ilmu pengetahuan teknik sipil berdasarkan kompetensi dan keahlian teknis yang dimiliki oleh para dosen DTS UI. Fokus utama DTS UI adalah menghasilkan penelitian berkualitas tinggi yang dapat menjawab tantangan dan permasalahn pada bidang teknik sipil di masa depan. Dalam kegiatannya, DTS UI secara aktif berkolaborasi dengan para peneliti pihak eksternal, seperti industri dan lembaga pemerintah, baik nasional maupun internasional. DTS UI pun secara aktif berpartisipasi dalam publikasi ilmiah dan konferensi ilmiah baik di dalam negeri dan luar negeri. Penelitian yang dilakukan oleh Departemen Teknik Sipil UI terdiri dari berbagai macam disiplin keilmuan yang dibagi menjadi 6 kelompok keilmuan Teknik Sipil dan 2 Keilmuan Teknik Lingkungan, yaitu :

Kelompok Ilmu Struktur

Kelompok ilmu ini mempelajari, mengembangkan, dan menerapkan prinsip-prinsip dan teknik dalam desain, analisis, dan konstruksi struktur bangunan yang aman dan efisien. Di bawah kelompok ilmu Struktur Teknik Sipil di UI, ada beberapa bidang yang menjadi fokus utama. Beberapa di antaranya meliputi:

Numerical Modeling

Numerical modelling atau simulasi numerik adalah metode yang digunakan dalam untuk memodelkan dan menganalisis perilaku struktur atau fenomena yang terkait dengan struktur menggunakan teknik komputasi. Terdapat beberapa simulasi yang dilakukan, antara lain:

Formulasi Elemen: Dalam simulasi numerik, formulasi elemen digunakan untuk menggambarkan dan menganalisis struktur secara diskrit.
Pengembangan pemodelan formulasi elemen material tipe FGM (Functionally Graded Material). Material FGM adalah material yang propertinya berubah secara bertahap melintasi volume material, seperti komposit yang memiliki komposisi dan sifat mekanik yang berbeda secara bertahap.
Pemodelan Struktur Gedung dan Jembatan dengan menggunakan software berbasis Finite Element Method.

Struktur

Analisis Struktur: Bidang ini berkaitan dengan analisis matematis dan komputasional untuk memahami perilaku struktur bangunan. Mahasiswa mempelajari metode analisis struktur yang berbeda, seperti analisis statik dan dinamik, analisis beban, analisis kegagalan struktur, dan lain sebagainya.
Desain Struktur: Fokus pada bidang ini adalah bagaimana merancang struktur bangunan yang aman, kokoh, dan efisien. Mahasiswa belajar tentang prinsip-prinsip desain struktur, pemilihan bahan bangunan, dan teknik-teknik konstruksi. Mereka juga mempelajari standar dan kode-kode yang berlaku dalam desain struktur.
Perilaku Struktur: Studi tentang perilaku struktur melibatkan pemahaman tentang respons struktur terhadap beban dan gaya eksternal. Mahasiswa mempelajari elastisitas, kekuatan material, stabilitas struktur, deformasi, dan perpindahan.
Retrofitting structure

Material/ Bahan Konstruksi

Material/Bahan Konstruksi mencakup studi tentang bahan-bahan konstruksi yang digunakan dalam bangunan, seperti beton, baja, kayu, dan material lainnya. Riset mempelajari sifat-sifat material, metode pengujian, dan aplikasi dalam konteks konstruksi struktur.

New Bio Source material: pemanfaatan serat alam sebagai reinforcing material untuk beton
Beton dengan new material, baik dengan material alam seperti Oil Palm Shell (OPS), maupun dengan material daur ulang (recycled material) seperti: recycled P (polypropylene), Recycled Aggregate, Polystyrene Concrete, Nickle Slag Concrete.
Properti mekanik dan fisis material beton terbarukan.
Pengembangan hukum konstitutif material beton berbasis agregat polypropylene.
Baja ringan (cold form/ canai dingin)
Microstructure and durability of concrete.

Lab Testing: Digital Image Correlation

Digital Image Correlation (DIC) adalah metode pengujian non-kontak yang menggunakan analisis gambar digital untuk memantau dan mengukur deformasi pada objek yang sedang diuji. Metode ini biasanya digunakan di laboratorium dalam berbagai bidang, termasuk teknik sipil, mekanik, material, dan rekayasa lainnya.

Berikut adalah penjelasan singkat tentang bagaimana pengujian dengan menggunakan Digital Image Correlation (DIC) dilakukan di laboratorium:

Persiapan Sampel: Pertama, sampel atau objek yang akan diuji dipersiapkan. Permukaan objek biasanya diberi penanda atau pola yang berkontras, seperti pola titik atau garis yang dapat dikenali dengan mudah pada gambar. Penanda ini diperlukan untuk melacak perubahan deformasi pada objek selama pengujian.
Pemotretan: Objek yang dipersiapkan kemudian difoto dengan menggunakan kamera digital yang sesuai. Pemotretan dilakukan pada tahap referensi, yaitu ketika objek dalam keadaan tidak terbebani atau sebelum pengujian dimulai. Setelah itu, objek difoto pada setiap tahap pengujian selama pemuatan atau deformasi terjadi.
Analisis Gambar: Gambar-gambar yang diambil selama pengujian diproses dengan menggunakan perangkat lunak khusus yang dapat melakukan analisis gambar digital. Perangkat lunak ini membandingkan gambar-gambar berurutan dan melacak perubahan posisi dan deformasi pada penanda atau pola yang terdapat pada objek. Dalam hal ini, perangkat lunak menerapkan algoritma DIC untuk menghitung pergeseran atau deformasi relatif antara gambar-gambar.
Pengukuran Deformasi: Setelah analisis gambar selesai, perangkat lunak DIC menghasilkan data tentang pergeseran, deformasi, dan regangan pada objek yang diuji. Data ini dapat diperoleh dalam bentuk peta warna atau pola yang menunjukkan distribusi deformasi pada permukaan objek. Informasi ini dapat digunakan untuk memahami perilaku mekanik objek, termasuk identifikasi area dengan tingkat regangan tinggi atau stres yang kritis.
Analisis Lanjutan: Data hasil pengujian dapat dianalisis lebih lanjut untuk mendapatkan informasi tambahan, seperti kekuatan material, modulus elastisitas, atau kekakuan struktur. Data DIC juga dapat dibandingkan dengan model numerik atau perhitungan teoritis untuk memvalidasi hasil analisis dan mengembangkan pemodelan yang lebih akurat.

Metode Digital Image Correlation (DIC) sangat berguna dalam pengujian material dan struktur karena non-kontak, akurat, dan mampu memberikan informasi spasial tentang deformasi pada objek. Ini membantu para insinyur dan peneliti memahami karakteristik material, memvalidasi model numerik, dan meningkatkan desain struktur.

Kelompok Ilmu Transportasi

Kelompok Ilmu Transportasi di Departemen Teknik Sipil Universitas Indonesia bekomitmen dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dan inovasi penelitian pada sistem transportasi multimoda yang aman, efisien, dan berkelanjutan. Fokus penelitian Kelompok Ilmu Transportasi terletak pada tiga topik utama, yaitu:

Sistem Jaringan

Penelitian dalam topik ini berfokus pada pengembangan dan analisis sistem jaringan transportasi, yang meliputi perencanaan, desain, dan manajemen jaringan transportasi yang mencakup berbagai mode transportasi, seperti jalan raya, rel kereta api, jaringan transportasi umum, dan infrastruktur transportasi lainnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan efisiensi, keamanan, dan ketersediaan infrastruktur jaringan serta mengoptimalkan kinerja keseluruhan sistem transportasi.

Sistem Aktivitas

Fokus penelitian dalam topik ini adalah memahami perilaku dan pola aktivitas manusia dalam konteks transportasi. Penelitian dalam bidang ini mencakup analisis pergerakan manusia, kebutuhan perjalanan, preferensi moda transportasi, distribusi aktivitas, dan pola perjalanan sehari-hari. Penelitian dalam topik ini bertujuan untuk meningkatkan pemahaman tentang pola aktivitas manusia dan berbagai macam faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kebutuhan transportasi manusia. Hasil penelitian ini dapat digunakan dalam perencanaan transportasi yang lebih baik, pengembangan kebijakan, dan perancangan infrastruktur yang sesuai dengan kebutuhan pengguna.

Sistem Pergerakan

Penelitian pada bidang ini berkaitan dengan analisis dan pemodelan pergerakan kendaraan dan individu dalam sistem transportasi. Penelitian dalam topik ini melibatkan penggunaan teknik pemodelan matematis dan simulasi komputer untuk memahami aliran lalu lintas, kinerja jalan, waktu perjalanan, penggunaan lahan, dan interaksi antara berbagai mode transportasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan efisiensi operasional sistem transportasi, mengurangi kemacetan lalu lintas, dan meningkatkan pengalaman perjalanan pengguna.

Kelompok Ilmu MSDA (Manajemen Sumber Daya Air)

Perubahan iklim memiliki dampak serius terhadap keberlanjutan sumber daya air dan perlindungan masyarakat dari ancaman bencana. Dalam menghadapi tantangan ini, Kelompok Ilmu Manajemen Sumber Daya Air (MSDA) di Departemen Teknik Sipil Universitas Indonesia mendedikasikan penelitiannya pada tema “Water for Resilient Urban Environment”. Fokus utama kelompok ini adalah pengelolaan risiko bencana banjir, pengelolaan air tanah, dan hidrodinamika air dangkal yang memainkan peran penting dalam mencapai pengelolaan air yang berkelanjutan, terutama di lingkungan perkotaan.

Watershed Protection atau perlindungan DAS bertujuan untuk melindungi dan memahami ekosistem DAS dalam menyediakan pasokan air yang berkelanjutan, mencegah erosi tanah, dan menjaga kualitas air.
Water Engineering berfokus pada desain dan manajemen infrastruktur air seperti bendungan dan saluran irigasi untuk memastikan pasokan air yang efisien dan optimal.
Flood Disaster Risk Management yaitu penelitian berkaitan dengan pengelolaan risiko bencana banjir, bertujuan untuk mengurangi dampak negatif dari banjir dengan pemodelan banjir, analisis kerentanan, dan pengembangan strategi pengurangan risiko serta penanganan darurat.
Groundwater Management atau pengelolaan air tanah yang memiliki tujuan untuk melihat ketersediaan air, serta kualitas, dan pengelolaan air tanah untuk menjaga keberlanjutan sumber daya air tanah dan mencegah penurunan tingkat air tanah yang berdampak pada lingkungan dan masyarakat.
Shallow Water Hydrodynamics, berfokus pada pemahaman aliran air di perairan sungai. Penelitian ini penting dalam proses manajemen dan pengendalian aliran air serta mengantisipasi potensi bencana dari perairan sungai.

Melalui penelitian-penelitian tersebut, Kelompok Ilmu MSDA berupaya untuk mengembangkan solusi yang inovatif dan berkelanjutan dalam menghadapi tantangan perubahan iklim terkait pengelolaan air. Dengan kerjasama yang erat antara peneliti, pemerintah, dan masyarakat, diharapkan penelitian ini dapat memberikan kontribusi yang signifikan dalam menjaga keberlanjutan sumber daya air, memitigasi risiko bencana banjir, dan mencapai lingkungan perkotaan yang tangguh dan adaptif.

Kelompok Ilmu Manajemen Proyek

Penelitian yang dilakukan oleh Kelompok Ilmu Manajemen di Departemen Teknik Sipil Universitas Indonesia memberikan kontribusi yang signifikan pada pengembangan ilmu manajemen proyek dan manajemen proyek. Dengan mengintegrasikan pengetahuan teoritis dan aplikasi praktis, serta melibatkan pemangku kepentingan, kelompok ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi, keberlanjutan, dan keselamatan dalam industri konstruksi, sehingga mampu menghadapi tantangan di masa depan yang berkelanjutan. Fokus penelitian kelompok Kelompok Ilmu Manajemen terletak pada empat bidang program utama, yaitu:

Kelompok Ilmu Rekayasa dan Kualitas Air (RKA)

Kelompok Ilmu Rekayasa dan Kualitas Air (RKA) merupakan kelompok ilmu yang bergerak dalam bidang penelitian, pengembangan, dan penerapan teknologi dalam menangani berbagai isu-isu seperti pencemaran air, konservasi air, dan efisiensi penggunaan air. Fokus utama dari kelompok ilmu ini meliputi teknologi pemurnian air, pengelolaan sumber daya air, serta strategi adaptasi dan mitigasi terhadap perubahan iklim yang mempengaruhi sumber daya air. Fokus utama penelitian kelompok ini meliputi Analisis dan permodelan kualitas air dan lingkungan serta teknologi dalam penyediaan air bersih dan pengolahan air limbah. Beberapa topik penelitian dari kelompok RKA antara lain:

Studi mikroplastik di berbagai permukaan air di Indonesia
Penelitian terkait potensi dan efektivitas teknologi pemurnian air
Penelitian terkait aksesibilitas dan keberlanjutan sumber air minum di wilayah Asia Pasifik
Melakukan permodelan pengolahan air limbah industri dengan menggunakan software STOAT dalam optimasi dan efisiensi pengolahan air limbah
Analisis pencemaran air

Kelompok Ilmu MULP (Manajemen Udara dan Limbah Padat)

Kelompok Ilmu MULP merupakan kelompok ilmu yang bergerak dalam studi dan inovasi terkait pengelolaan udara dan pengelolaan limbah padat. Fokus utama kelompok ini adalah pada penanganan dan pengolahan limbah padat, serta strategi pencehagan pencemaran udara, dengan pendekatan dan pemanfaatan pada rekayasa teknologi terkini. Saat ini fokus utama dari Kelompok Ilmu MULP terletak pada tiga topik utama, yaitu :

Pengelolaan sampah perkotaan

Berfokus pada perancangan infrastruktur sampah perkotaan, pengembangan proses dan strategi dalam melakukan pengelolaan sampah perkotaan hingga penelitian terkait teknologi pengelolaan sampah dalam upaya penguranan volume sampah perkotaan ke TPA

Life Cycle Analysis (LCA)

Metode yang digunakan untuk menilai dampak lingkungan dari suatu produk, proses, atau layanan sepanjang siklus hidupnya. Analisis LCA menganalisis dampak lingkungan mulai dari ekstraksi bahan baku, produksi, distribusi, penggunaan, hingga proses pembuangan dan daur ulang

Mitigasi Emisi Rumah Kaca

Mitigasi emisi rumah kaca melibatkan serangkaian strategi dan tindakan yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan pelepasan gas rumah kaca ke atmosfer. Proses mitigasi emisi rumah kaca merupakan langkah penting untuk memerangi perubahan iklim. Tindakan mitigasi meliputi pengurangan penggunaan bahan bakar fosil, peningkatan efisiensi energi, penggunaan sumber energi terbarukan, dan pengembangan teknologi penangkapan dan penyimpanan karbon.

Waste-to-Energy

Waste-to-Energy yakni proses konversi sampah menjadi bentuk energi yang berguna, seperti listrik, panas, atau bahan bakar. WtE membantu dalam mengurangi volume sampah yang dibuang ke TPA, menghasilkan energi dari sumber yang sebelumnya tidak dimanfaatkan, dan dapat berkontribusi dalam mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil