THE THINNEST LAPTOP: MCBOOK AIR

A little fiction story about one of the Apple Inc.'s phenomenal product that was launched at first time by Steve Jobs at January 2008 : Mcbook Air!!!

COMPRESSED NATURAL GAS (CNG)

Indonesia adalah Negara yang kaya akan gas alam. Gas alam merupakan salah satu sumber energi yang menawarkan emisi yang rendah. Prospek bisnis gas sangat cerah di masa yang akan datang. Salah satunya adalah bidang gas alam terkompresi (CNG).

Pada dasarnya, CNG merupakan salah satu bentuk teknologi dalam upaya tranportasi gas alam ke konsumen. Teknologi transportasi gas alam lainnya yang dikenal adalah dengan jalur perpipaan (pipeline) dan gas alam cair (LNG). Perlu diketahui juga bahwa masih banyak gas alam yang masih berstatus stranded (belum terjamah). Kelayakan bisnis CNG dapat dilihat dari sisi volume gas alam yang tersedia dan jarak ke konsumen. Dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Secara sederhana, CNG dibuat dengan mengkompresi gas alam pada tekanan 120-275 bar (122-278 kg/cm2) dan pada temperatur sekitar -30 hingga 45oC. Gas yang terkompresi ini disimpan dalam suatu tabung baja penampung dengan perlakuan khusus. Dari kegiatan kompresi ini volume gas alam dapat direduksi menjadi 140 hingga 250 kali lebih kecil, sehingga memudahkan mobilisasi. Perlu diketahui juga, untuk gas alam cair (LNG), volume gas dapat direduksi hingga 160 kali. Namun demikian, kembali lagi pada faktor volume ketersediaan gas alam dan jarak pasar yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan teknologi transportasi gas alam.

Berdasarkan penelitian dari British Petroleum, lebih dari 50% gas alam yang ada di dunia berada dalam kondisi stranded (terdampar jauh dari pasar). Karenanya bisnis CNG cukup menjanjiikan. Indonesia merupakan salah satu area yang cukup menjanjikan dalam penerapan CNG.

Setelah gas alam dikompresi dan disimpan di dalam tabung, terdapat pilihan sarana tranportasi sesuai dengan medan pengiriman CNG. Bisa digunakan tranportasi laut (marine), dan juga bisa dengan tranportasi darat.

Dalam dunia CNG marine, terdapat sejumlah korporasi yang telah memiliki teknologi pengangkutan CNG melalui wilayah perairan. Beberapa diantaranya yaitu Enersea, Williams Power Company, Trans Ocean Gas, dan Knutsen OAS Shipping. Fasilitas pendukung dalam CNG marine adalah adanya alat angkut yang dapat berupa kapal atau perahu seret (barge), adanya fasilitas untuk muatan (loading), adanya terminal yang dapat berupa dermaga atau sarana lepas pantai, dan terakhir adanya lokasi penyimpanan yang bisa berupa sarana onshore (di pantai) atau offshore (lepas pantai).

Dalam transportasi darat CNG bisa diangkut dengan menggunakan truk atau kereta api. Gas alam yang disalurkan melalui pipa, sesampainya di stasiun induk (mother station), diberi perlakukan awalan lalu dikompresi dengan menggunakan kompresor. Setelah proses kompresi gas alam, CNG bisa dialirkan langsung ke gas dispenser untuk dikonsumsi oleh sarana transportasi berbahan bakar gas. Tetapi ada juga yang diangkut oleh truk trailer untuk disalurkan ke stasiun cabang (daughter station), atau ke pihak industri yang menjadi konsumen gas. Di daughter station, gas alam bisa dikonsumsi oleh sarana transportasi umum berbahan bakar gas.

Ternyata sampai sejauh ini telah terdapat sejumlah pemain bisnis CNG di Indonesia. Mereka mulai menggeliat dan terus mencari peluang-peluang dalam pengembangan bisnis CNG ini. Salah satu stasiun induk CNG terdapat di Jawa Barat. Konsumen bisnis ini sementara, sebagain besar, masih dari kalangan industri.

Peluang bisnis CNG ini masih terbuka lebar baik di bidang perindustrian maupun di bidang transportasi umum. Keterbatasan bahan bakar minyak semakin membuka peluang bagi bahan bakar gas untuk semakin populer.

Beberapa waktu yang lalu kita juga sudah pernah melihat aplikasi CNG dalam sarana tranportasi umum. Salah satunya adalah yang dilakukan di Surabaya. Uji coba penggunaan gas sebagai bahan bakar pada angkot pernah dilakukan dan disaksikan secara langsung oleh walikota Surabaya saat itu, Bambang DH. Taxi Bluebird di Surabaya juga melakukan uji coba pemanfaatan bahan bakar gas pada sejumlah armadanya. Tidak mau kalah, di Palembang, sebanyak 350 angkot berbahan bensin dikonversi menjadi berbahan bakar gas. Namun sayang, gaung pemanfatan bahan bakar gas ini hanya sebatas wacana, selanjutnya hilang di telan bumi.

ILMU PENGETAHUAN TELAH BERAKHIR

Alam semesta yang kita kenal merupakan suatu kombinasi dari materi, energi, ruang, waktu dan kehidupan yang rumit. Materi dan energi berinteraksi dalam ruang yang menimbulkan gerakan dan masing-masing gerakan atau kejadian memerlukan suatu kurun waktu. Entitas-entitas dasar yang saling terkait dan diatur oleh hukum-hukum alam inilah yang merupakan tema ilmiah bagi manusia.

Para ilmuwan berusaha memahami alam dan mereduksi pemahaman mereka ini dalam bentuk berbagai hukum. Dalam upaya penelitian, observasi, eksperimen dan inferensi ini, pengetahuan yang luas sekali mengenai berbagai aspek alam dikumpulkan. Pengetahuan mengenai alam yang terkumpul dan yang tersusun secara sistematik inilah yang disebut sains. (Aneesuddin, 2000).

Sains telah memainkan peranan yang sangat penting dalam pembangunan dan kemajuan manusia. Pandangan selintas kepada sejarah menunjukkan bahwa pengetahuan dan keberhasilan-keberhasilan manusia dalam bidang sains sudah semakin banyak dari generasi ke generasi sejalan dengan semakin banyaknya kebutuhan manusia. Buah dari kemajuan sains dapat dilihat dari berbagai ragam hasil karyanya : pesawat terbang, roket, radio, televisi, komputer, mikroskop elektron, dan lain sebagainya. Pada abad ini perkembangan sains diyakini akan mencapai puncaknya.

Kemajuan sains yang sedemikian pesatnya memunculkan pendapat pada sebagian ilmuwan bahwa era sains sebentar lagi akan segera berakhir. Sebentar lagi manusia akan mampu untuk mengetahui segala rahasia alam yang selama ini belum terungkap. Keyakinan para ilmuwan ini didasari atas proposisi yang menyatakan bahwa seluruh gaya-gaya di alam semesta hanyalah merupakan manivestasi berbeda-beda dari satu gaya fundamental yang sama. Dari sinilah mereka percaya bahwa melalui suatu perumusan teori tunggal atau teori segala hal, semua pertanyaan-pertanyaan tentang fenomena-fenomena alam akan terpecahkan. Teori tunggal ini dapat merangkum seluruh hukum-hukum yang berlaku secara lokal menjadi konsep yang dapat diterima secara universal yang berlaku di segala penjuru alam semesta.

Stephen hawking dalam Aneesuddin (2000) menyatakan bahwa penemuan teori segala hal ini dapat dipahami sebagai kemenangan terbesar nalar manusia. Apabila teori yang sempurna itu bisa dirumuskan maka pertanyaan untuk apa kita dan alam semesta itu ada akan segera terjawab sehingga kita dapat memahami pemikiran Tuhan.

Revolusi Sains

Teori kuantum yang dikembangkan oleh Erwin Schrödinger dan Werner Heisenberg, serta teori relativitas khusus yang dibangun oleh Albert Einstein pada permulaan abad ke dua puluh dapat dipandang sebagai dua teori fisika yang sangat revolusioner karena telah memperkenalkan perubahan yang sangat drastis dalam konsepsi kita mengenai alam semesta beserta semua fenomena atau peristiwa yang terjadi di dalamnya. Pemakaian kedua teori ini telah terbukti sangat ampuh untuk menjelaskan berbagai masalah fisika fundamental yang belum terpecahkan sampai akhir abad kesembilan belas.

Teori kuantum dikembangkan setelah mengamati bahwa benda mikroskopik seperti atom dan molekul, mempunyai perilaku yang sangat berbeda dari perilaku benda makroskopik yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dalam kenyataannya, perilaku sebuah benda mikroskopik selalu didasarkan pada prinsip ketakpastian (Heissenberg uncertainty principle) dan pada tafsiran kemungkinan (probability interpretation) yang sama sekali tidak berlaku untuk sebuah benda makroskopik.

Teori relativitas khusus yang diperkenalkan Einstein dibangun berdasarkan pemikiran bahwa ruang dan waktu memainkan peranan yang sama pentingnya untuk menjelaskan tiap peristiwa yang terjadi dalam alam semesta ini. Teori ini sangat sesuai digunakan untuk sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan yang sangat besar. (Silaban, P)

Perumusan Teori Segala Hal

Teori segala hal adalah teori fisika yang berambisi untuk menyatukan seluruh gaya-gaya di alam semesta ke dalam satu penjelasan teoritis. Gaya-gaya semesta tersebut meliputi gaya elektromagnetik, gaya elektro lemah, gaya elektro kuat, dan gaya gravitasi. Teori segala hal berpusat pada proposisi yang menyatakan bahwa seluruh gaya-gaya di alam semesta hanyalah merupakan manivestasi berbeda-beda dari satu gaya fundamental yang sama.

Sejauh ini, kemajuan telah dibuat dengan menyatukan gaya elektromagnetik, gaya elektro kuat, dan gaya elektro lemah ke dalam satu teori yang disebut teori medan kuantum atau teori medan bersatu ( Grand Unified Field Theories ). (Silaban, P)
Teori medan bersatu (quantum field theory) yang merupakan gabungan dari teori kuantum dengan teori relativitas khusus telah berhasil menjelaskan banyak sekali proses yang melibatkan partikel elementer. Teori ini, yang dirumuskan sebagai sebuah teori medan gauge (gauge field theory) memungkinkan para ilmuwan fisika untuk memahami ketiga interaksi fundamental yang menentukan perilaku partikel-partikel elementer yakni, interaksi elektromagnetik (electromagnetic interaction), interaksi lemah (weak interaction) dan interaksi kuat (strong interaction). (Priambodo, 2004)

Sayangnya, upaya-upaya untuk menyatukan teori medan bersatu dengan prinsip-prinsip gravitasi selalu gagal. Kegagalan ini disebabkan karena rumusan matematis gaya gravitasi tidak bisa dipertemukan dengan prinsip-prinsip dalam ilmu mekanika kuantum (prinsip mekanika untuk materi-materi yang berada dalam ukuran sangat kecil, misalnya elektron, proton, quarks, dll). Kegagalan penyatuan gaya gravitasi dengan prinsip mekanika kuantum inilah yang selama ini menghambat perumusan teori segala hal. (Priambodo, 2004)

Gaya gravitasi, satu-satunya gaya yang belum disatukan dengan teori medan bersatu, dirumuskan oleh Albert Einstein dalam teori relativitas umum. Menurut teori tersebut, gaya gravitasi sebenarnya merupakan pendistorsian (pelengkungan) geometri ruang waktu akibat hadirnya materi dan energi. Semakin tinggi jumlah materi (massa) atau energi yang hadir, maka akan semakin terdistorsilah ruang waktu disekelilingnya.

Walaupun perumusan teori medan bersatu masih jauh dari sempurna, hanya teori inilah yang dapat menjadi pintu gerbang terdekat menuju keberhasilan perumusan teori segala hal. Yang kita butuhkan hanyalah tinggal menyatukan teori medan bersatu dengan teori gaya gravitasi.

Hasil-hasil yang sangat mengagumkan yang dicapai oleh teori medan gauge ini adalah sebagai berikut

• Penemuan arus netral lemah (weak neutral current)
• Penjelasan mengenai terbentuknya massa partikel elementer melalui pengrusakan simetri secara spontan (spontaneously broken symmetry).
• Pembangunan sebuah model unifikasi dari interaksi elektromagnetik dengan interaksi lemah oleh Glashow, Weinberg dan Salam (GWS mode). Model unifikasi ini dikenal sebagai model electroweak (electroweak model).
• Pembangunan berbagai model teory unifikasi agung (GUT – grand unified theory) yang menggabungkan ke tiga interaksi fundamendal tersebut.
• Membuka kemungkinan untuk membangun sebuah teori medan kuantum yang menggabungkan fermion dan boson yang dikenal sebagai teori supersimetri.
• Pembangunan model supersimetri unifikasi agung sebagai sebuah teori medan gauge lokal yang memasukkan gravitasi. Model ini dikenal sebagai model supergravitasi.

Dalam teori medan kuantum, semua partikel elementer diperlakukan sebagai sebuah benda titik. Benda titik ini menghasilkan divergensi yang sepenuhnya tidak dapat dilenyapkan. Untuk menghindari divergensi ini maka teori ini dikembangkan kedalam sebuah teori dimana partikel elementer itu dipandang bukan sebagai sebuah benda titik, tetapi sebagai sebuah dawai yang panjangnya 10-33 cm. Teori ini dinamakan teori superdawai (super string theory). Ternyata teori superdawai ini memungkinkan penggabungan medan gravitasi dengan interaksi elektromagnetik, interaksi lemah dan interaksi kuat. Karena itu, teori ini diyakini merupakan teori dari segala sesuatu (theory of everything) yang selama ini dicari para ilmuwan.

Namun demikian, sampai sekarang ini belum ada satupun teori yang betul-betul dapat diandalkan untuk menggabungkan ke empat jenis interaksi itu yakni, belum ada satu teori yang secara menyakinkan mampu menjelaskan adanya gravitasi kuantum (quantum gravity).

Teori kuantum dan teori relativitas khusus tersebut tidak memperhitungkan pengaruh medan gravitasi dalam semua proses fisika. Untuk menjelaskan pengaruh medan gravitasi itu maka pada tahun 1911, Einstein membangun sebuah teori gravitasi baru yang dinamakan teori relativitas umum (general theory of relativity).

Dalam teori relativitas khusus dan dalam teori relativitas umum, arti dari jarak di antara dua benda dalam sebuah ruang berdimensi tiga seperti yang biasanya kita pahami harus digeneralisir kedalam sebuah interval dalam sebuah ruang-waktu berdimensi empat. Interval ini dinamakan juga metrik dari ruang waktu itu karena bentuk dari interval ini ditentukan oleh komponen-komponen dari sebuah tensor metrik yang nilainya bergantung pada materi yang terdapat dalam ruang-waktu tersebut.

Dalam teori relativitas khusus, interval ruang-waktu inilah yang digunakan untuk menjelaskan mengapa sebuah jam yang bergerak akan menunjukkan waktu yang lebih lambat dibandingkan kepada waktu yang ditunjukkan oleh jam yang diam, dan mengapa sebuah tongkat yang bergerak mempunyai panjang yang lebih pendek dibandingkan kepada panjang dari tongkat itu sewaktu diam. Dalam teori relativitas umum, interval ruang-waktu itu adalah sebuah pemecahan dari persamaan medan gravitasi Einstein di luar sebuah distribusi materi. Interval dari sebuah ruang-waktu dalam teori relativitas umum selalu mempunyai sebuah singularitas. Singularitas ini mengindikasikan keberadaan sebuah benda yang sangat masif yang dinamakan lubang hitam (black hole). Benda yang berperilaku menyerupai sebuah lubang hitam tetapi dengan arah waktu yang dibalikkan (time reversed black hole) dinamakan sebuah lubang putih (white hole).

Persamaan medan gravitasi Einstein mengandung sebuah konstanta kosmologi yang sampai sekarang masih menimbulkan berbagai macam kontroversi. Teori relativitas umum inilah yang mendasari semua model kosmologi relativistik yang menjelaskan struktur dari sebuah alam semesta berskala besar. Berdasarkan sejumlah besar hasil observasi yang didapatkan sampai sekarang maka disimpulkan bahwa alam semesta ini bersifat homogen dan isotropik. Walaupun banyak sekali model kosmologi relativistik yang telah dikembangkan para ilmuwan fisika sampai sekarang, namun menurut catatan sejarah perkembangannya semua model tersebut diilhami oleh model-model kosmologi homogen yang mula-mula dibangun oleh Einstein, de Sitter dan Friedmann.

Model Kosmologi Einstein yang dikembangkan pada tahun 1916 adalah sebuah model kosmologi untuk sebuah struktur ruang waktu yang statis dan yang mempunyai kelengkungan positif yang konstan. Model ini kemudian dimodifikasi setelah Hubble menemukan bahwa alam semesta ini bukan statis tetapi terus mengembang.

Model kosmologi de Sitter yang dikembangkan pada tahun 1917 adalah sebuah model kosmologi untuk sebuah struktur ruang-waktu tanpa materi dan mempunyai kelengkungan negatif yang konstan. Perlu dicatat bahwa de Sitter adalah ilmuwan pertama yang membuktikan bahwa materi tidak diperlukan untuk menghasilkan kelengkungan dari ruang-waktu.

Model kosmologi Friedmann yang dibangun pada tahun 1922 dapat dipandang sebagai sebuah model yang berada di antara model kosmologi Einstein dan model kosmologi de Sitter.

Alam semesta yang bersifat homogen dan isotropik yang paling sering dianalisis mempunyai struktur geometri yang dinyatakan oleh metrik Robertson- Walker. Metrik ini adalah sebuah pemecahan dari persamaan medan Einstein vakum dengan memilih konstanta kosmologi yang besarnya sama dengan nol. Kelahiran alam semesta seperti ini selalu diawali oleh sebuah dentuman besar (bigbang) yang terjadi pada waktu Planck, t = 10-43 detik. Metrik ini mengandung sebuah faktor skala yang dapat digunakan untuk menghitung kecepatan ekspansi dari alam semesta yang biasanya dikenal sebagai konstanta Hubble. Metrik ini juga mengandung sebuah indeks kelengkungan yang akan menentukan apakah alam semesta itu merupakan sebuah alam semesta terbuka, alam semesta datar, atau alam semesta tertutup. Hasil-hasil perhitungan menunjukkan bahwa masingmasing alam semesta ini mempunyai umur yang ordenya 10 milyar tahun. Einstein sendiri yakin bahwa alam semesta ini adalah sebuah alam semesta yang tertutup. GUT adalah satu-satunya teori yang memungkinkan kita untuk menelusuri kembali sejarah alam semesta semenjak kelahirannya pada waktu Planck.

Pada waktu kelahiran alam semesta, besarnya temperatur adalah 1032 derajat kelvin dan segala sesuatu terdapat dalam bentuk radiasi. Pada waktu-waktu yang selanjutnya, terjadi pengrusakan simetri yang menghasilkan massa. Tabel berikut ini memperlihatkan kronologi dari peristiwa-peristiwa yang terjadi sejak kelahiran alam semesta, dan juga menunjukkan energi, temperatur dan besarnya ukuran dari alam semesta pada waktu-waktu yang bersangkutan. Hasil-hasil dalam tabel ini dihasilkan dari model kosmologi yang digabungkan dengan teori unifikasi agung (GUT = Grand Unified theory).

Teori Segala Hal Dalam Pemikiran Islam

Allah SWT Maha Mengetahui bahwa dunia akan melewati abad sains ketika segala sesuatu akan ditimbang dengan pertimbangan sains. Melalui Al Quran yang diturunkan 1400 tahun lalu, Allah menyajikan topik pembahasan mengenai sains dengan cara sedemikian rupa sehingga pengetahuan kita mengenai sains pada abad ini akan membuktikan kebenaran Al Quran. Sebagai kitab suci agama Islam, Al Quran membahas berbagai topik yang mengesankan tentang kemajuaan sains yang ternyata sesuai dengan standar-standar intelektual pada masa kini.

Namun terlepas dari itu semua, apakah usaha manusia untuk dapat mengungkap seluruh rahasia alam melalui perumusan teori tunggal ini akan benar-benar terwujud. Padahal dalam Al Quran, Allah mejelaskan :
Allah Maha Mengetahui apa yang ada di di hadapan mereka dan yang ada di belakang mereka. Mereka tidak mengetahui apa-apa dari Ilmu-Nya selain apa yag dikehendaki-Nya. (QS Al Baqarah : 255)

Ayat tersebut menyatakan bahwa Allah memberikan keterbatasan terhadap kemampuan pikir manusia. Pengetahuan manusia hanya mencakup segala sesuatu yang sangat terbatas dan tidak akan mampu melacak keberadaan realitas tertinggi baik melalui jalur sains maupun melalui jalur lainnya (metafisik, mistik, dll).

Hal ini juga terkait dari sejarah perkembangan ilmu pengetahuan dimana ketika suatu teori dirasakan mulai menyentuh dan memberikan kejelasan kepada suatu masalah, maka akan segera muncul permasalahan-permasalahan yang lain. Teori-teori ilmiah lama telah digantikan oleh teori-teori yang lebih modern yang dilandaskan kepada premis yang sama sekali berbeda, yang berakibat pada disalahkan atau dihilangkannya prinsip-prinsip imiah sebelumnya.

Dalam upaya perumusan teori tunggal, para ilmuwan sendiri tidak terlalu yakin apakah sains akan mampu mengakhiri tugasnya dengan baik. Dengan demikian akankah segala hal di alam semesta ini dapat dijelaskan melalui satu teori yang disebut teori segala hal?

EVALUASI PENERAPAN ON-STREAM INSPECTION SEBAGAI PENGGANTI INTERNAL INSPECTION BERDASARKAN API STANDARD 510

American Petroleum Institute (API) merilis API Standard 510 (2006) dimana dalam section 6.5.1.1, dinyatakan bahwa suatu peralatan bejana tekan harus diinspeksi secara internal maksimal setiap 10 tahun, atau pada saat umur bejana tekan tersebut telah mencapai setengah dari sisa umur pakainya. Tujuan dari pelaksanaan inspeksi internal adalah menemukan indikasi kerusakan yang tidak bisa ditemukan melalui kegiatan monitoring reguler pada Corrosion Monitoring Locations (CMLs) eksternal. Ketentuan ini berlaku apabila tidak ada ketentuan khusus dari penerapan Risk Based Inspection (RBI) terhadap bejana tekan tersebut.

Suatu perusahaan Migas atau petrokimia tentunya memiliki sejumlah bejana tekan yang terdapat di dalam fasilitas pemprosesannya. Inspeksi internal diprogramkan untuk dilakukan terhadap bejana tekan – bejana tekan tersebut dengan didasarkan pada ketentuan yang ada dalam program RBI, atau dengan metode yang lain, yaitu yang didasarkan pada hasil analisa data historis. Dalam metode historis, hasil inspeksi dari suatu bejana tekan yang pernah diinspeksi internal kemudian dijadikan acuan dalam menentukan interval inspeksi internal dan metode inspeksi bejana tekan yang akan digunakan.

API Standard 510 memberikan suatu alternatif dimana disebutkan bahwa metode inspeksi internal dapat digantikan dengan metode inspeksi on-stream apabila bejana tekan tersebut memenuhi sejumlah persyaratan. Persyaratan tersebut diantaranya ialah mengenai ada atau tidaknya akses untuk melakukan inspeksi internal, nilai laju korosi, sisa umur masa pakai (remaining life), lama beroperasi bejana tekan, potensi terjadinya creep, potensi terjadinya hydogen damage dan stress corrosion cracking (SCC), dan juga mengenai ada atau tidaknya lining internal pada bejana tekan.

Dalam area pemprosesan di suatu perusahaan Migas dan petrokimia, terdapat sejumlah bejana tekan yang belum pernah diinspeksi internal, sehingga dalam hal ini perlu dilakukan analisa apakah inspeksi on-stream dapat diterapkan sebagai pengganti inspeksi internal atau tidak. Hal ini menjadi sangat penting mengingat kegiatan inspeksi internal memiliki keterbatasan – keterbatasan, diantaranya adalah waktu pelaksanaan yang tidak fleksibel, pertimbangan aspek Safety, Health, and Environment (SHE), dan juga biaya yang hilang sebagai konsekuensi peralatan yang harus berhenti beroperasi agar inspeksi internal dapat dilaksanakan.

Salah satu jenis peralatan yang ada di area kilang adalah bejana tekan. Dalam ASME section VIII division 1 (2007) disebutkan bahwa bejana tekan adalah sebuah kolom/ kontainer yang bertindak sebagai penahan tekanan, baik tekanan secara internal atau eksternal. Tekanan yang dimaksud bisa berasal dari suatu sumber eksternal, atau karena adanya aplikasi panas secara langsung atau tak langsung, atau dari kombinasi sumber – sumber tekanan tersebut. Jangkauan tekanan suatu bejana tekan harus lebih besar dari 15 psi dan lebih kecil atau sama dengan 3000 psi (15 psi < P ≤ 3000 psi). Seperti yang telah disebutkan pada paragraf di atas, API Standard 510 (2006), khususnya pada section 6.5.1.1, menyatakan bahwa semua bejana tekan harus diinspeksi internal setiap 10 tahun semenjak dioperasikan atau ketika umur yang tersisa dari bejana tekan tersebut telah mencapai setengah dari sisa umurnya (remaining life). Apabila nilai setengah sisa umur suatu bejana tekan lebih kecil dari 10 tahun, maka periode waktu ini yang dijadikan sebagai referensi waktu pelaksanaan inspeksi internal. Ketentuan – ketentuan tersebut berlaku selama tidak ada ketentuan yang secara khusus diatur dalam program RBI mengenai interval inspeksi internal. Dalam lingkungan area kilang, sejumlah bejana tekan yang pernah diinspeksi internal, kemudian ditentukan interval inspeksi internalnya dalam program RBI berdasarkan nilai criticality bejana tekan. Nilai criticality diperoleh dari pertimbangan terhadap nilai resiko atau consequence of failure (CoF) dan seberapa besar kemungkinan kegagalan bejana tekan dapat terjadi atau probability of failure (PoF). Interval inspeksi internal suatu bejana tekan juga dapat ditentukan berdasarkan pertimbangan terhadap data historis mengenai kegiatan inspeksi internal yang sebelumnya pernah dilakukan terhadap bejana tekan tersebut. Data historis dari bejana tekan lainnya yang memiliki karakteristik yang dapat dipandang sama, baik dari sisi material, servis, dan kondisi operasinya, juga dapat dijadikan sebagai referensi penentuan interval inspeksi internal. API Standard 510, khususnya pada section 6.5.2.1 memberikan suatu alternatif, yang menyebutkan bahwa pelaksanaan inspeksi internal dapat digantikan dengan inspeksi on-stream. Hal ini dapat dilakukan apabila suatu bejana tekan memenuhi sejumlah persyaratan berikut: a. Ukuran atau konfigurasi komponen – komponen bejana tekan menjadikan bejana tekan tersebut sulit diakses untuk kepentingan pelaksanaan inspeksi internal. b. Konfigurasi komponen – komponen dari bejana tekan memungkinkan diakses untuk kepentingan inspeksi internal, namun semua kondisi di bawah ini terpenuhi:

1. Laju korosi dari bejana tekan diketahui kurang dari 0,005 in (0,125 mm) per tahun.



Umur bejana tekan yang tersisa lebih besar dari 10 tahun.

2. Karakter korosi dari isi bejana tekan, termasuk efek dari komponen – komponen pengotor, telah ditentukan minimal selama lima tahun masa operasi dengan servis operasi yang sama.



3. Tidak terdapat kondisi yang menimbulkan pertanyaan yang ditemukan selama inspeksi eksternal dilakukan.



4. Temperatur operasi dari shell baja bejana tekan tidak melebihi batas temperatur terendah yang dapat memicu terjadinya creep dari material bejana tekan.



5. Material bejana tekan tidak memilki potensi untuk mengalami enviromental cracking atau hydrogen damage yang disebabkan jenis fluida yang sedang diproses.



6. Bejana tekan tidak mempunyai lining yang terikat secara tak terintegrasi, seperti strip lining atau plate lining.

Beberapa ketentuan tambahan dan dasar – dasar pertimbangan mengenai substitusi metode inspeksi internal dengan inspeksi on-stream, dijelaskan juga dalam API Standard 510 section 6.5.2.2 hingga 6.5.2.4 yaitu sebagai berikut:

6.5.2.2. Inspeksi on-stream dapat diterapkan apabila penilaian RBI menentukan bahwa nilai resiko dari kegagalan bejana tekan cukup rendah dan nilai efektifitas teknik Non Destructive Examination (NDE) cukup memuaskan dalam memprediksi mekanisme kerusakan. Penilaian ini seharusnya juga memasukkan review mengenai kondisi proses pada masa lalu dan seperti apa kondisi proses pada masa yang akan datang.

6.5.2.3. Ketika terhadap suatu bejana tekan dilakukan inspeksi internal, maka hasil dari inspeksi tersebut dapat digunakan untuk menentukan apakah inspeksi on-stream dapat digunakan untuk menggantikan inspeksi internal pada bejana tekan yang sejenis yang beroperasi dalam servis dan kondisi yang sama atau sejenis.

6.5.2.4. Pada saat inspeksi on-stream telah diputuskan akan dilakukan, maka tipe NDE yang akan digunakan harus direncanakan secara spesifik dalam perencanaan inspeksi. Hal ini dapat meliputi pengukuran ketebalan dengan menggunakan Ultra Sonic Testing (UT), radiografi, atau metode NDE lainnya yang cocok untuk mengukur ketebalan plat logam dan atau untuk memberikan penilaian terhadap integritas dari elemen pembatas tekanan (misalnya dinding bejana tekan dan daerah lasan). Pada pelaksanaan inspeksi on-stream, inspektor harus diberikan akses yang cukup kepada semua bagian dari struktur bejana tekan (head, shell, dan nozzle) sehingga sebuah penilaian yang akurat dari kondisi bejana tekan dapat dibuat.

Substitusi metode inspeksi internal dengan metode inspeksi on-stream menjadi sangat penting mengingat pelaksanaan kegiatan inspeksi internal memiliki beberapa keterbatasan diantaranya:

a. Hanya bisa dilakukan pada saat bejana tekan tidak beroperasi. Ini berarti pelaksanaan inspeksi hanya bisa dilakukan pada saat Process Train berstatus shut down (tidak beroperasi). Oleh kerena itu, waktu pelaksanaan inspeksi menjadi tidak fleksibel dan sangat tergantung pada jadwal shut down.

b. Adanya kapasitas produksi yang hilang karena kegiatan operasi suatu bejana tekan harus dihentikan. Lebih jauh lagi, penghentian operasi suatu bejana tekan bisa berarti penghentian semua proses operasi dan produksi suatu unit produksi.

c. Membutuhkan biaya inspeksi dan maintenance yang relatif lebih banyak.

d. Aspek Safety, Health, and Environment (SHE) merupakan pertimbangan yang juga perlu diperhatikan. Secara umum pelaksanaan kegiatan inspeksi di dalam suatu bejana tekan yang merupakan kegiatan di ruang terbatas akan lebih beresiko dibandingkan pengerjaan inspeksi yang dilakukan dari luar bejana tekan.

Dengan demikian, alternatif yang diberikan API Standard 510, khususnya pada section 6.5.2, perlu dipertimbangkan untuk diterapkan. Penerapan inspeksi on-stream sebagai pengganti inspeksi internal bisa memberikan suatu keuntungan operasional dan finansial, serta jaminan yang lebih baik terhadap SHE (Safety, Health, and Environment).

MAGNET DAN BAJA

Membedakan suatu material apakah masuk ke dalam kelompok baja tahan karat (stainless steel) atau baja karbon (carbon steel) biasa bisa dilakukan dengan memanfaatkan magnet. Fase ferritic dari suatu baja, karena memiliki permeabilitas yang tinggi, akan menjadi elemen yang tertarik pada magnet. Sedangkan fase austenit memiliki sifat tidak tertarik pada magnet.

Dengan demikian, baja (carbon steel) yang pada umumnya memiliki fase ferritic (pada temperatur ruangan), akan tertarik pada magnet. Begitu pula halnya dengan cast iron. Hanya kelompok stainless steel berfase austenitic yang tidak tertarik pada magnet.

Namun perlu juga untuk diketahui diketahui sifat atau reaksi baja tahan karat terhadap magnet sebagai berikut, karena tidak semua stainless steel memiliki sifat tidak tertarik pada magnet.

Austenitic Stainless Steel
Jenis baja tahan karat ini memiliki sifat tidak tertarik pada magnet dikarenakan fase austenitic-nya yang memiliki sifat permeabilitas yang rendah. Contoh material austenitic adalah tipe 302, 303, 304, 316 dan 316L.

Pengerjaan cold work pada baja austenitic dapat meningkatkan nilai permeabilitas dikarenakan ada transformasi fase austenitic ke martensitic yang bersifat ferromagentik, sehingga dapat merubah sifat ketertarikannya pada magnet yang sebelumnya tidak tertarik menjadi tertarik pada magnet.

Ferritic Stainless Steel
Jenis baja tahan karat ferritic memiliki sifat ketertarikan pada magnet. Contoh ferritic stainless steel adalah Type 430F solenoid quality, Type 430FR solenoid quality, dan Type 446.

Martensitic Stainelss Steel
Semua stainless steel martensitic dan sebagian besar hardenable stainelss steel memiliki sifat ferromagentic. Contoh dari material martensitic stainless stell adalah Type 410, 416, 420, 440B, dan 17-4.

KLASIFIKASI MATERIAL

Material solid secara umum dibagi ke dalam lima jenis, yaitu logam, keramik, polimer, semikonduktor dan komposit. Apabila pengklasifikasiannya didasarkan pada jenis ikatan antar atomnya, maka hanya akan terdapat material – material yang termasuk ke dalam kelompok logam, keramik, dan polimer. Apabila klasifikasi material ditinjau dari kemampuan konduktivitasnya maka akan terdapat tambahan: golongan material semikonduktor. Ditinjau dari segi struktur, terdapat jenis material tambahan yaitu material komposit.

Logam
Material – material dalam kelompok ini disusun oleh satu atau lebih unsur logam (misalnya besi, alumunium, tembaga, titanium, emas, dan nikel), dan juga seringkali mengandung unsur non logam (misalnya karbon, nitrogen dan oksigen) dalam jumlah yang relatif kecil. Atom – atom pada logam dan paduannya mempunyai ciri – ciri tersusun secara sangat teratur, dan apabila dibandingkan dengan keramik dan polimer susunan antar atom – atomnya cenderung lebih rapat. Karakteristik susunan antar atomnya yang khas ini, kemudian disebut sebagai ikatan logam. Material logam memiliki nilai elektron bebas yang tinggi, dimana berarti terdapat sejumlah besar elektron yang tidak terikat pada inti atom sehingga bisa bergerak bebas. Sifat – sifat dari material logam yang khas ini dapat dijelaskan melalui karakterisitik elektronnya tersebut. Yang paling utama, yaitu apabila diamati dari sifat logam yang merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Selain itu susunan atom material logam yang teratur membuatnya tidak mampu ditembus oleh cahaya sehingga tidak tembus pandang seperti halnya kaca. Permukaan material logam akan mengkilap apabila dipoles. Sebagai tambahan, beberapa jenis logam (Fe, Co, Ni) juga memiliki sifat magnetik yang kuat.

Mengenai sifat mekaniknya, material logam cenderung bersifat cukup kaku dan kuat, ulet (ductile = dapat mengalami deformasi atau perubahan bentuk tanpa mengalami patah) sehingga punya kemampuan mampu dibentuk (formability) yang baik (misalnya melalui penempaan, pengerolan, dll), dan mampu menerima pembebanan secara tiba – tiba tanpa mengalami patah (shock resistance). Sifat – sifat tersebut membuat logam mempunyai jangkauan aplikasi yang sangat luas dalam dunia industri hingga saat ini.

Keramik
Keramik merupakan perpaduan antara unsur – unsur logam dan non logam yang kemudian membentuk suatu senyawa yang umumnya termasuk ke dalam jenis oksida, nitride, dan karbida. Sebagai contoh, beberapa keramik yang umumnya dikenal yaitu alumunium oksida (alumina atau Al2O3), silicon dioksida (silika atau SiO2), silicon karbida (SiC), silikon nitride (Si3N4). Sebagai tambahan, juga terdapat beberapa material keramik yang termasuk ke dalam kelompok keramik tradisional seperti mineral – mineral, lempung, cement, batu bata, dan kaca. Grafit dan intan juga dimasukkan ke dalam kelompok keramik.

Keramik biasanya dihubungkan dengan istilah “ikatan campuran”-sebuah kombinasi dari ikatan kovalen, ionic, dan terkadang metalik. Terdiri dari deretan atom – atom yang saling berhubungan satu sama lain, dan tidak ada molekul yang terpisah. Karakteristik ini membedakan keramik dari padatan molekular, seperti kristal iodine (tersusun dari molekul I2 yang terpisah) dan paraffin wax (tersusun oleh rantai panjang molekul alkana). Selain itu es, dimana tersusun dari molekul terpisah H2O, juga termasuk ke dalam kelompok ini walaupun memiliki perilaku seperti keramik.

Sifat mekanik dari material keramik adalah kaku, kuat dan sangat getas (brittle),

Polimer
Polimer merupakan molekul makro yang dibentuk oleh atom – atom yang terikat secara kovalen membentuk suatu satuan molekul yang disebut mer, dan kemudian satuan molekul ini tersambung dengan kelompok – kelompok mer sejenis yang lain, membentuk suatu rantai yang panjang dan berulang. Sebagian besar polimer merupakan senyawa organik berbasis karbon, hydrogen, dan unsur – unsur non metal lainnya seperti sulfur/belerang (S) dan klorin (Cl). Karakteristik Ikatan antar rantai molekul polimer sangat mempengaruhi karakteristiknya. Struktur cross linking (ikatan silang) dari rantai polimer merupakan kunci dari proses vulkanisasi yang dapat mengubah karet alam yang awalnya belum memiliki fungsi aplikasi menjadi produk yang berguna dalam ekhidupan sehari – hari seperti misalnya ban mobil yang membuat bepergian dengan sepeda menjadi lebih nyaman. Istilah polimer dan plastik seringkali dipertukarkan. Padahal sebenarnya, plastik merupakan kombinasi dari polimer – polimer yang biasanya juga diberi bahan tambahan lain untuk memenuhi kemampuan dan penampilan yang diinginkan.

Semikonduktor
Semikonduktor merupakan satu-satunya kelas material yang dibedakan berdasarkan sifatnya. Material ini biasanya didefinisikan sebagai material yang memiliki konduktivitas listrik pertengahan, antara konduktor yang baik dan insulator. Konduktivitasnya sangat tergantung dari banyak sedikitnya jumlah bahan pengotor/tambahan pada bahan yang mana hal inilah yang menjadi kunci pembuatan produk IC (integrated circuit).

KONVERSI NILAI HARDNESS KE STRENGTH

Konversi nilai Hardness ke Tensile Strength dapat dilakukan berdasarkan rumus berikut:

Dari rumus di atas kita perlu melakukan konversi terlebih dahulu nilai hardness yang tidak dalam satuan Brinnel ke dalam bentuk satuan Brinnel (HB). Konversi antar satuan hardness ini dapat dilihat di ASM Handbook Volume 8, Mechanical Testing and Evaluation.

Untuk bisa mengatahui secara praktis konversi nilai hardness ke tensile strength, dapat dikunjungi situs-situs berikut:

• 
  http://www.unified-eng.com/scitech/hardness/hardness.html
• http://www.efunda.com/units/hardness/convert_hardness.cfm?cat=Steel&HD=Approx.%20TS

Pada situs tersebut telah disediakan sistem javascript, dimana Anda tinggal memasukkan data hardness yang telah Anda dapatkan, tekan Enter, lalu nilai tensile strength secara otomatis akan muncul.

Untuk referensi konversi nilai hardness ke tensile strength dalam bentuk tabel bisa dilihat di: http://www.onlinemetals.com/hardness.cfm

PENGANTAR ILMU DAN TEKNOLOGI MATERIAL

Adakalanya, akan lebih memudahkan apabila membagi disiplin ilmu dan terknologi material ke dalam dua sub divisi, yaitu ilmu material (material science) pada satu sisi, dan teknologi material (material engineering) pada sisi yang lain. Bidang keilmuan material (material science) mencakup investigasi mengenai keberadaan hubungan antara struktur material dengan sifatnya. Sedangkan, teknologi material (material engineering), dengan didasarkan pada hubungan antara struktur material dengan sifatnya tersebut, merupakan upaya merancang dan memanipulasi struktur material guna menghasilkan suatu produk material dengan sifat – sifat tertentu.

Apabila dilihat dari perspektif fungsional, secara sederhana, peranan ilmuwan material adalah untuk mengembangkan dan mensintesa material – material baru, sedangkan teknisi material punya andil dalam menciptakan produk atau sistem baru dengan menggunakan material yang telah tersedia atau mengembangkan teknik – teknik pegolahan material. Hal yang kemudian juga menjadi bagian penting dari bidang ini adalah istilah “struktur” dan “sifat material”.

“Struktur” material bisa memiliki berbagai definisi. Akan tetapi, pada dasarnya, “strukktur” selalu berhubungan dengan susunan komponen – komponen internal material. Dalam konteks ini, pengertian struktur akan berbeda – beda tergantung pada level ukuran komponen material yang diacu. Struktur pada level sub atomik, dikenalkan sebagai berbagai karakteristik elektron di dalam suatu atom secara individu, serta interaksi dengan nukleusnya (pusat atom). Pada level atomik, struktur dijelaskan sebagai atom – atom atau molekul – molekul yang membentuk kelompok secara relatif antara satu dengan yang lainnya. Pada tingkatan pengertian struktur yang lebih tinggi, struktur merupakan pengelompokan dari kelompok atom – atom atau molekul – molekul, dalam skala besar yang kemudian disebut sebagai skala mikroskopis. Kegiatan – kegiatan struktur material pada level ini dapat diamati dengan bantuan mikroskop. Selanjutnya, ketika struktur dapat diamati secara langsung oleh mata telanjang (visual), maka tingkatan struktur ini disebut struktur makroskopis.

Pengertian “sifat material” dapat dijelaskan melalui hubungan antara material dengan lingkungan di sekitarnya. Dalam suatu kegiatan aplikasi, semua material akan memberikan respon – respon tertentu terhadap suatu perlakuan eksternal yang diberikan. Misalnya, spesimen material yang diberikan suatu pembebanan akan mengalami deformasi (perubahan bentuk), sebuah material yang permukaannya dipoles akan mampu memantulkan cahaya, material logam yang ditempatkan pada lingkungan yang korosif dalam jangka waktu tertentu akan megalami korosi. Sebuah “sifat material” menggambarkan besarnya tanggapan material terhadap perlakuan spesifik yang dibebankan. Pada umumnya, pengertian sifat material kemudian dibuat independen terhadap faktor dimensi (ukuran dan bentuk).

Sifat – sifat material tersebut kemudian dikelompokkan ke dalam enam kategori berbeda, didasarkan jenis perlakuan yang diberikan. Ke enam kategori tersebut yaitu : sifat mekanik, elektrik, termal, magnetik, optik, dan deterioratif. Untuk masing – masing jenis sifat material ini terdapat sebuah tipe atau ciri karakteristik dari kemampuan material dalam memberikan respon terhadap sebuah rangsangan perlakuan. Sifat mekanik, mengacu pada terjadinya perubahan – perubahan bentuk material sebagai akibat adanya sebuah aplikasi pembebanan mekanik, misalnya ditunjukkan melalui nilai modulus elastisitas, kekutan tarik, dan lain sebagainya. Sifat elektrik, seperti misalnya konduktivitas atau konstanta dielektrik, media stimulusnya adalah medan listrik. Perilaku yang unik dari berbagai jenis material solid ketika mendapat rangsangan termal, dapat diukur misalnya melalui kapasitas panas atau konduktivitas termal. Sifat magnetik dapat dilihat dari respon material terhadap medan magnet. Pada sifat optik, stimulusnya dapat berupa elektromagnetik atau radiasi cahaya, dimana kemudian direpresentasikan sebagai nilai index refraksi (penghamburan) atau reflektivitas (pemantulan). Terakhir, sifat deterioratif mengacu kepada reaktivitas kimia material.

Sebagai tambahan terhadap istilah “strukur” dan “sifat” seperti yang dijelaskan di atas, terdapat dua istilah penting lainnya yang seringkali menjadi perbincangan dalam bidang ilmu dan teknologi material. Kedua istilah tersebut yaitu “proses” dan “performa”. Ke empat istilah ini (struktur, sifat, proses dan performa) kemudian membentuk suatu kesatuan hubungan. Struktur suatu material yang terbentuk akan tergantung terhadap bagaimana material tersebut sebelumnya diproses. Struktur material yang terbentuk kemudian akan mempengaruhi sifat dari material. Performa material dalam suatu aplikasi merupakan suatu fungsi dari sifat – sifat material.

Proses → struktur → sifat → performa

Pada taraf aplikasi hampir semua ilmuwan dan teknisi, baik itu dari bidang permesinan, sipil, kimia, atau kelistrikan, pada suatu waktu akan selalu dihadapkan pada permasalahan perancangan yang melibatkan pertimbangan terhadap material. Sebagai contoh, misalnya dalam suatu perancangan sistim transmisi gear, struktur bangunan, komponen – komponen pada perlengkapan pengolahan minyak bumi, atau pada sebuah chip integrated circuit (IC). Tentu saja, ilmuwan dan teknologi material merupakan spesialis dalam kasus ini.

Seringkali, permasalahan material biasanya merupakan upaya menentukan material mana yang paling tepat dalam suatu aplikasi, diantara sekian banyak variasi material yang tersedia. Terdapat beberapa kriteria yang kemudian mendasari pengambilan keputusan. Pertama kondisi aplikasi harus bisa dikenal, yang kemudian akan diketahui material dengan sifat seperti apa yang akan dibutuhkan dalam aplikasi tersebut. Dalam suatu peristiwa yang sangat jarang terjadi, material akan memiliki kombinasi sifat yang maksimum atau ideal. Hal ini memungkinkan pentingnya untuk mempertukarkan sifat yang satu dengan sifat yang lain untuk mendapatkan sifat terbaik. Contoh klasik dari permasalahan ini adalah pada pembahasan tentang kekuatan dan keuletan. Pada sebagaian besar kasus, material yang memiliki kekuatan (strength) yang tinggi akan memiliki keuletan (ductility) yang rendah, begitu pula sebaliknya.

Kriteria kedua adalah kemungkinan adanya sejumlah reaksi kimia yang terjadi selama kegiatan aplikasi berlangsung. Sebagai contoh, pengurangan kekuatan dan masa pemakaian secara signifikan perlengkapan – perlengkapan mesin bisa disebabkan karena pemakaian pada temperatur yang terlampau tinggi dan lingkungan yang korosif.

Kriteria terakhir yang tidak kalah penting yaitu pertimbangan ekonomi. Seringkali akan muncul pertanyaan mengenai berapa kemungkian biaya akhir yang dibutuhkan. Sebuah material barangkali akan memenuhi secaara ideal dari sisi karakteristik, namun memiliki biaya pengadaan yang terlampau mahal.

SEJARAH ILMU DAN TEKNOLOGI MATERIAL

Ilmu material atau bahan sebenarnya sangat berperan penting dalam perkembangan peradaban kita selama ini. Transportasi, perumahan, pakaian, komunikasi, rekreasi, dan produksi makanan, bahkan setiap sudut dalam kehidupan sehari-hari kita, tidak pernah lepas dari pemanfaatan material beserta teknologinya.

Material – material mengkonduksi atau menginsulasi panas dan listrik, menerima pembebanan tanpa mengalami kerusakan, menerima atau menolak gaya magnet, mentransmisikan atau memantulkan cahaya, dan lain sebagainya, dalam aplikasi – aplikasi yang spesifik dalam kehidupan kita saat ini. Material – material baru dengan karakteristiknya yang lebih spesifik terus dikembangkan dalam upaya untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia modern yang semakin kompleks.

Sejarah menunjukkan bahwa perkembangan dan kemajuan masyarakat kita selama ini ditunjukkan dengan kemampuannya untuk menghasilkan dan memanipulasi material. Perkembangan peradaban kita memang terbagi berdasarkan tingkat perkembangan teknologi material yang dikuasai oleh manusia dari zaman ke zaman. Kita kemudian mengenal beberapa istilah, seperti zaman batu dan zaman logam. Zaman logam, lebih spesifik lagi, terbagi ke dalam zaman perunggu dan zaman besi. Pada zaman batu manusia memiliki kemampuan mengolah material yang lebih terbatas, dimana hanya tergantung dari ketersedian material yang ada di permukaan bumi secara alami, misalnya : batu, lempung, kulit hewan, tulang dan lain sebagainya.

Peningkatan kemampuan manusia dalam menguasai teknik pengolahan material menjadikan manusia kemudian mampu memproduksi perlengkapan – perlengkapan berbasis material yang lebih baik. Manusia menemukan bahwa terdapat material – material dalam perut bumi atau dari batu meteor, yang apabila diolah akan punya sifat yang lebih baik dibandingkan material – material yang ada di permukaan.

Melalui pemikiran ini, manusia kemudian mulai menguasai teknik pembuatan berbagai peralatan barbasis logam yang kemudian memunculkan era penggunaan logam. Pada era ini terdapat tujuh jenis logam yang diyakini telah dikembangkan pada peradaban awal manusia yaitu emas, perak, tembaga, besi, timah putih (tin), timah hitam (lead), dan Air raksa (mercury). Alasan mengapa tujuh logam ini dikenal oleh peradaban awal karena secara alami logam – logam tersebut terdapat dalam bentuk yang lebih “bebas” di alam atau terkandung secara dominan pada mineralnya sehingga secara sederhana mampu diolah.

Emas, diyakini sebagai logam yang paling pertama kali dikenal, banyak dimanfaatkan sebagai bahan perhiasan. Tembaga telah dikenal pada masa sekitar 4700 SM dan digunakan secara luas sebagai bahan persenjataan dan berbagai peralatan sehari – hari oleh bangsa Mesopotamia, Mesir, Yunani, Bolivia, dan Romawi, serta penduduk China dan India. Perak telah dikenal semenjak sekitar 4000 SM dan digunakan secara luas, bersama – sama dengan emas sebagai alat tukar perdagangan (uang koin) dunia. Timah hitam mulai digunakan sekitar tahun 3500 SM. Karena kemudahannya dibentuk, kekaisaran Romawi menggunakan material logam ini sebagai pelaratan makan, minum, pipa, dan akuaduk. Timah putih ditemukan sekitar tahun 1750 SM oleh bangsa Mesir dan seringkali dipadukan dengan tembaga untuk tujuan dekoratif dan untuk meingkatkan kekerasan dan kekuatan tembaga.

Bangsa Skandinavia menemukan cara yang sederhana untuk mengekstraksi besi dari bijih besi. Mereka mengetahui bahwa pada pembakaran bijih besi terbentuk endapan lelehan besi yang ditemukan pada dasar lubang pembakaran. Penemuan material besi inlah yang kemudian mengawali dimulainya era pengunaan material berbasis besi secara besar – besaran pada awal tahun Masehi. Dalam waktu singkat kemudian manusia memanfaatkan mineral yang kaya kandungan besi sebagai bahan pembuatan peralatan – peralatan berbasis besi. Manusia juga mengetahui cara meningkatkan kuatitas besi yang dihasilkan dengan meningkatkan temperatur pemanasan bijih besi melalui pemanfaatan angin buatan. Dari sini muncullah ilmu metallurgi ekstraksi konvensional, yang mendasari pemikiran lebih lanjut mengenai proses pemisahan unsur logam dari mineralnya. Proses pereduksian bijih besi ini diyakini ditemukan oleh peradaban Cina sekitar tahun 2000 SM.

Jenis logam yang unik dimana juga termasuk ke dalam kelompok logam – logam yang dikembangkan pada awal sejarah peradaban manusia adalah Air raksa (mercury) yang ditemukan sekitar tahun 1600 SM dimana kemudian disebut oleh manusia pada masa itu sebagai quicksilver. Hal tersebut dikarenakan Air raksa merupakan satu – satunya logam yang dalam keadaan kondisi ruang (atmosfer), selalu stabil dalam bentuk cair.

Dalam perkembangannya, semakin lama, keberadaan logam – logam dalam kuantitas yang besar semakin langka. Tembaga menjadi sulit ditemukan dalam kondisi bebas di alam. Bijih besi yang berkadar besi tinggi semakin jarang ditemukan. Hal ini mengakibatkan biaya pengadaan material semakin tinggi. Karena semakin terbatasnya ketersediaan material yang ada di alam, kemudian muncul pemikiran untuk memanfaatkan material secara lebih efektif dan efisien. Penggunaan bahan secara efektif dan efisien ini menuntut adanya penguasaan pengetahuan terhadap sifat – sifat material, kemungkinan penggunaan material – material alternatif, dan variasi proses perlakuan terhadap material yang dapat digunakan untuk mencapai karakteristik material yang dibutuhkan. Tuntutan yang tinggi terhadap kreatifitas manusia kemudian meningkatkan kemampuan manusia dalam pemilihan dan penggunaan bahan guna memproduksi produk – produk berbasis material dengan sifat – sifat yang sesuai kebutuhan serta dengan biaya yang lebih minimal baik dari sisi proses maupun pengadaan materialnya. Lebih jauh lagi, manusia kemudian mengetahui bahwa kemampuan material dapat ditingkatkan sesuai dengan yang diinginkan melalui serangakaian proses perlakuan panas, atau pemaduan dengan material lainnya.

Lahirnya revolusi industri berdampak pada peningkatan kebutuhan dan konsumsi material dimana juga meningkatkan pengembangan teknologi pengolahan material. Perkembangan pengetahuan dan teknologi material ini semakin meningkat secara drastis semenjak para ilmuwan mengetahui tentang adanya hubungan antara struktur, komposisi dan sifat fisis material. Pengetahuan tersebut baru diperoleh semenjak sekitar seratus tahun lalu, dimana kemudian memberikan kemampuan kepada manusia terhadap cara baru, dan tingkatan yang lebih tinggi dalam memanipulasi sifat material. Dari sini kemudian tercipta berbagai jenis teknologi manipulasi material, yang memberikan kesempatan pada perkembangan yang lebih jauh lagi dalam penggunaan material – material alternatif pada aplikasi teknik, yang termasuk di dalamnya logam, keramik, plastik, dan serat.

Perkembangan sejumlah teknologi yang membuat hidup kita semakin praktis dan nyaman akan selalu berhubungan dengan kemampuan mengakses pemanfaatan material tepat guna. Sebuah kemajuan dalam pemahaman terhadap tipe – tipe material seringkali merupakan suatu awalan atau pioner dalam terciptanya teknologi – teknologi baru. Sebagai contoh, dunia otomotif tidak akan mengalami perkembangan seperti sekarang ini tanpa adanya ketersediaan baja yang murah atau beberapa bahan pengganti alternatif lainnya. Industri penerbangan akan mengalami kesulitan berkembang tanpa adanya penemuan pemanfaatan material – material berbasis alumunium yang lebih ringan. Sedangkan pada era informasi seperti sekarang ini, peralatan komunikasi elektronik yang canggih tergantung pada komponen – komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor. Hal inilah yang menjadikan penguasaan ilmu dan teknologi material merupakan hal yang sangat penting dalam upaya terus meningkatkan kualitas hidup manusia di masa depan.

Referensi

1. Callister Jr., William D. 2007. Material Science and Engineering : An Introduction 7th edition). New York : John Willey & Son, Inc
2. Neely, John E., et all. 2003. Practical Metallurgy and Materials of Industry. New Jersey : Prentice Hall
3. Ashby, Michael et all. 2007. Materials Engineering, Science, Processing and Design. Oxford : Butterworth – Heinemann

BAGAIMANA CARA MENJADI ORANG CERDAS

Kecerdasan merupakan suatu kelebihan yang dimiliki seseorang . kecerdasan ini diamanahkan oleh Allah kepada manusia, agar manusia bisa menjalankan fungsinya di muka bumi ini yaitu sebagai khalifah (pemimpin). Manusia ditugaskan sebagai pengelola segala sesuatu yang ada di muka bumi ini.

Orang yang cerdas adalah orang yang bisa memberikan suatu solusi yang cemerlang dalam menyelesaikan setiap permasalahan yang dihadapi.

Masyarakat saat ini mempunyai suatu paradigma mengenai kecerdasan, yaitu segala sesuatu yang menyangkut tingkat pendidikan seseorang. Seorang yang telah memiliki gelar pendidikan yang tinggi akan dihormati dan dielu-elukan bahwa dia adalah orang yang cerdas dan akan lebih bisa memberikan kontribusi dalam penyelesaian masalah di tengah masyarakat dibandingkan dengan orang yang tidak mengenyam pendidikan.

Untuk bisa menempati suatu posisi tertentu di pemerintahan, seseorang harus memiliki kualifikasi pendidikan tinggi tertentu. Dalam kasus yang lain, seseorang lulusan perguruan tinggi yang ingin mendapatkan pekerjaan dengan mudah harus memiliki IPK yang lebih tinggi atau sama dengan 3,00 dalam skala 4,00.

Namun kenyataan sekarang yang ada, yaitu memang banyak orang yang berpendidikan tinggi, namun semakin banyak pula kemerosotan moral terjadi. Kejahatan-kejahatan berbalut intelektual, penyelewengan hak, hingga beragam penyalahguanaan sarana teknologi merupakan contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari kita. Apakah hal ini diakibatkan oleh terlalu banyak orang yang cerdas?

Lantas, bagaimana halnya orang yang cerdas yang digambarkan oleh Rasulullah. Simak hadis barikut.
Ibnu Umar RA. berkata, “Aku datang menemui Nabi SAW. bersama sepuluh orang, lalu salah seorang dari kaum Anshar bertanya kepada Beliau, ‘Siapakah orang yang paling cerdas dan paling mulia, wahai Rasulullah?’ Beliau menjawab, “Orang yang paling banyak mengingat kematian dan paling siap menghadapinya. Mereka itulah orang-orang cerdas. Mereka pergi dengan membawa kemuliaan dunia dan kemuliaan akhirat’. (HR Ibnu Majah).

Dengan mengingat kematian, seseorang akan berupaya untuk memanfaatkan waktunya dengan baik. Dia tidak akan menyia-nyiakan waktunya, apalagi menggunakan waktunya untuk bermaksiat kepada Allah. Waktu tidak bisa kita ulangi kembali, sedangkan kematian pun bisa datang-datang sewaktu-waktu tanpa bisa diduga-duga. Sehingga setiap detik akan terasa berharga untuk kita manfaatkan sebaik-baiknya.

Waktu yang tersedia akan dicurahkan sepenuhnya untuk senantiasa beribadah kepada Allah. Segala sesuatu yang dikerjakannya dalam kehidupan sehari-hari akan dia tujukan sebagai suatu bentuk ibadah dan sebagai suatu upaya untuk bisa mendekatkan diri kepada Allah.

Setiap hal yang dilakukan seorang hamba Allah haruslah merupakan suatu bentuk amal perbuatan yang baik. Untuk bisa mengetahui bagaimana cara beramal yang baik, dan hal-hal apa saja yang dapat diamalkan untuk kebaikan, orang yang cerdas akan selalu mencari tahu, dia akan selalu belajar.

Al Baqarah ayat 164: Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering) -nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; Sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.

Segala yang diciptakan oleh Allah adalah mengandung ilmu yang harus digali oleh manusia untuk mendapatkannya. Dengan bekal ilmu ini manusia kemudian mengamalkannya sebagai upaya untuk meningkatkan derajatnya di hadapan Allah.

Dari sini kita akan mengetahui bahwa orang yang cerdas seperti ini, tentunya akan menjadi orang yang senantiasa memberikan kontribusi yang posistif bagi masyarakat dimana dia tinggal. Dia akan menjadi teladan bagi masyakatnya dan juga bertindak sebagai penggerak kegiatan-kegiatan posistif di tengah, masyarakat. Tidak hanya itu, ia juga akan menjadi motivator bagi orang-orang sekitarnya untuk bisa juga menjadi lebih cerdas daripadanya, sehingga akan tercipta suatu proses regenarasi manusia cerdas yang berkelanjutan.

TEKNOLOGI TELEPORT, MUNGKINKAH?

Sulaiman Berkata: "Hai pembesar – pembesar, siapakah di antara kamu sekalian yang sanggup membawa singgasananya (Ratu Balqis) kepadaku sebelum mereka datang kepadaku sebagai orang-orang yang berserah diri". Berkata 'Ifrit (yang cerdik) dari golongan jin: "Aku akan datang kepadamu dengan membawa singgasana itu kepadamu sebelum kamu berdiri dari tempat dudukmu; sesungguhnya aku benar-benar kuat untuk membawanya lagi dapat dipercaya". Berkatalah seorang yang mempunyai ilmu dari Al Kitab: "Aku akan membawa singgasana itu kepadamu sebelum matamu berkedip". Maka tatkala Sulaiman melihat singgasana itu terletak di hadapannya, ia pun berkata: "Ini termasuk karunia Tuhanku untuk mencoba aku, apakah aku bersyukur atau mengingkari (akan nikmat-Nya). Dan barang siapa yang bersyukur maka sesungguhnya dia bersyukur untuk (kebaikan) dirinya sendiri dan barang siapa yang ingkar, maka sesungguhnya Tuhanku Maha Kaya lagi Maha Mulia". (QS. An Naml : 38 – 40)

Kita bisa melihat dari kisah yang diabadikan dalam Al Quran di atas, bahwa bukanlah jin yang membantu Sulaiman dalam memindahkan singgasana ratu Balqis ke tempat Sulaiman, melainkan seorang manusia yang mempunyai ilmu. Dari sini kita dapat mengetahui bahwa golongan manusia punya kemampuan yang lebih baik dari golongan jin.

Negeri tempat ratu Balqis itu berada adalah di negeri Saba’ yang terletak di daerah Yaman, sedangkan kerajaan Sulaiman terletak di negeri Syam (palestina). Jarak antara dua kerajaan itu adalah sekitar 2.000 kilometer. Terlihat sepintas, tidaklah mungkin orang itu bisa memindahkan singgasana ratu Balqis dalam waktu sebelum mata Sulaiman berkedip.

Menurut Jennifer S. Holland, orang dewasa yang cemas akan berkedip sebanak 50 kali per menit. Orang dewasa yang tenang berkedip 15 kali per menit. Dari sini kita tahu bahwa manusia normal akan berkedip rata – rata setiap 4 detik.

Terdapat salah satu transportasi yang paling cepat yang ada saat ini, yaitu pesawat jet yang bernama X-15. Apakah teknologi transportasi tercepat ini mampu melaksanakan tugas Sulaiman? Mari kita lihat dan telaah bersama - sama.

Bisa dilihat, bentuknya hampir sama seperti Roket. Pesawat yang satu ini adalah keluaran dari NASA. Diterbangkan pertama kali oleh pilot pertamanya yang bernama Scott Crossfield pada 8 June 1959. Tahun '59 itu generasi pertama dari pesawat ini. Gambar di atas adalah modifikasi terbarunya. Pada ketinggian 100 km, X-15 bisa mencapai Mach 6.72. Satuan Mach 6,72 berarti 6,72 kali kecepatan suara. Karena kecepatan suara itu bervariasi terkandung kondisi atmosfer, kita andaikan saja pesawat ini terbang pada kondisi atmosfer normal, dimana kecepatan suara yang berlaku adalah 331,6 m/s. Berarti kecepatan pesawat ini dalam kondisi atmosfer normal adalah:

6,72 X 331,6 = 2228,35 m/s atau 8022,06 km/jam.

Dengan menngunakan rumus kecepatan:
S = V x t

Jadi dapat diketahui bahwa pesawat ini dapat menepuh perjalan dari Yaman ke Syam dalam waktu:

(2.000 km) / (8022,06 km/jam) yaitu sekitar 0,25 jam atau 15 menit.

Tentulah tidak mungkin seorang manusia akan menahan matanya berkedip selama itu. Dari sini kita tahu bahwa selang waktu yang selama ini tidak mampu memenuhi selang waktu yang disyaratkan sebagai selang waktu manusia mampu menahan matanya berkedip secara normal. Kesimpulannya sangat tidaklah mungkin apabila singgasana itu dipindahkan dalam sekejap mata dengan meggunakan teknologi transportasi yang paling mutakhir saat ini seperti pesawat ini.

Akan tetapi kalau kita sedikit berimajinasi, kita bisa melihat sebuah film Star Trex. Dalam film itu dikisahkan pesawat Enterprise memiliki suatu teknologi yang disebut teleport. Teknologi ini mampu memindahkan seseorang atau barang lainnya dalam sekejap. Seseorang yang akan dipindahkan masuk ke dalam sebuah ruangan khusus, sedangkan operator mengintrusikan computer untuk mengirimkan orang tersebut ke tempat tujuan, dan zlppp..! Ia pun menghilang. Tiba – tiba dirinya telah berada di tempat yang dituju dengan tidak kurang satu apapun.

Kalaupun hal ini hanyalah sebuah cerita fiksi, tetapi apakah memungkinkan teknologi teleport ini benar – benar terwujud suatu saat ini?

Jawabannya: Ya. Perkembangan ilmu fisika kita sedang megarah kearah sana. Penjelasan ilmiah yang masuk akal dari hal ini, bisa kita mulai dengan melihat teori Einstein yang terkenal itu. Mudah – mudahan Anda masih ingat

Salah satu rumusan yang dikeluarkan Einstein adalah:

E = m.c2

Dalam hal ini, sebuah benda yang memiliki massa dapat berubah menjadi suatu bentuk energi. Dan peristiwa ini reversible, atau bisa dibolak balik. Maksudnya, energi yang terbentuk ini nantinya juga dapat dirubah kembali menjadi wujud benda asal. Ini secara teori. Lalu, bagaimana secara prakteknya berdasarkan teknologi yang ada saat ini?

Materi bisa berubah menjadi energi dan sebaliknya. Manusia saat ini telah berhasil mengubah materi menjadi energi dalam berbagai perlengkapan atau peralatan dengan memanfaatkan energi atom antara lain melahirkan atau memproduksi energi listrik untuk kemaslahatan peradaban manusia. Meskipun demikian, kemampuan manusia dalam mengubah materi menjadi energi masih berada dalam tahap pengembangan yang masih jauh dari cita – cita menciptakan teknologi teleport.

Demikian pula dalam hal upaya mengubah energi menjadi materi. Dalam hal ini, manusia telah berhasil melakukannya, kendatipun dalam kadar yang sangat minim. Untuk mengubah energi menjadi materi digunakan alat yang disebut sebagai Akselerator partikel /particel accelerator/. Walaupun demikian, kadar kemampuan dalam hal pengubahan itu masih diupayakan untuk terus ditingkatkan dan disempurnakan.

Jadi dari sini, kita akan sampai pada satu kesimpulan, pengubahan materi menjadi energi dan sebaliknya merupakan pekerjaan yang dapat dilakukan secara ilmiah dan praktis. Intinya teknologi – teknologi yang merupakan embrionya sudah ada.

Karena energi ini merupakan suatu esensi yang tidak dapat dimusnahkan, tetapi bisa dirubah ke dalam bentuk energi yang lain, tentunya energi ini akan memiliki sifat sesuai dengan wujud energi tersebut. Energi ini dapat dikirimkan dengan menggunakan kecepatan cahaya pada gelombang mikro ke tempat mana saja yang kita inginkan, yang kemudian kita ubah kembali menjadi materi asal. Dengan cara itu, kita bisa mengirim peralatan atau perlengkapan apa saja, bahkan rumah berikut isinya bisa dipindahkan ke daerah mana saja dimuka bumi ini menurut pilihan kita.

Kita tahu bahwa kecepatan cahaya adalah 3 x 108 m/s atau sebesar 300.000.000 m/s. Dari sini kita bisa menetukan berapa lama suatu benda yang bergerak dengan kecepatan ini, menempuh perjalanan Yaman – Syam yang sejauh 3000 km atau 3.000.000 m. Apabila S adalah jarak antara Syam-Palestina, dan v adalah besar kecepatan cahaya, maka waktu tempuh t yang dibutuhkan bisa ditentukan.

S = v x t
t = S / v
t = 3.000.000 / 300.000.000
t = 0,01 detik

Kita bisa melihat, bahwa teknologi inilah yang memungkinkan untuk mewujudkan keinginan Sulaiaman tersebut, walaupun dalam hal ini, masihlah sebuah teori saja. Akan tetapi kita harus tetap optimis pada perkembangan teknologi fisika ke depan, sehingga hal tersebut memang benar – benar dapat terwujud.

Tetapi ada satu hal yang masih diakui sebagai kendala utama oleh para sarjana fisika
untuk membuktikan mimpi ini. Kesulitannya adalah dalam menggabungkan dan merangkaikan bagian-bagian atau atom-atom partikel dalam bentuk aslinya secara sempurna sehingga setiap atom diletakkan pada tempat semula sebelum atom itu diubah menjadi energi guna melakukan tugas pokoknya.

Kemampuan instrumen transmisi gelombang elektromagnetik yang ada sekarang juga belum mumpuni. Instrumen termodern saat ini hanya mampu menghimpun gelombang elektromagnetik itu sebesar 60% saja dari total yang seharusnya terhimpun. Ini disebabkan berpencarnya gelombang itu diudara selama proses pengiriman.

Kita juga tahu bahwa untuk mengubah materi menjadi gelombang mikro harus melalui beberapa tahapan. Pertama, materi dirubah menjadi energi panas, lalu dirubah menjadi energi mekanik, kemudian dirubah lagi menjadi energi listrik. Dan terakhir, energi listrik ini dikirimkan dalam bentuk gelombang mikro. Proses yag cukup panjang ini mengakibatkan sebagian besar bagian dari materi akan hilang selama proses perubahan – perubahan tersebut. Hanya sebagian kecil saja yang dapat terkirimkan melalui gelombang mikro. Hasil maksimal yang mampu dicapai saat ini dalam pengubahan energi mekanik menjadi energi listrik tidak akan lebih dari 20%.

Dalam beberapa contoh kasus, kita melihat dalam teknologi nuklir, ketika uranium diproses untuk dirubah menjadi energi, maka yang berubah menjadi energi itu hanyalah bagian kecil dari uranium. Sementara sisanya tidak menjadi energi, tetapi hilang selama proses dalam bentuk panas nuklir. Energi panas ini dipancarkan secara radiasi selama ribuan dan jutaan tahun dan kemudian berubah menjadi anasir – anasir lain, dimana akhirnya menjadi timah.

Dengan demikian, apabila kita menggunakan teknologi yang ada sekarang untuk memindahkan singgasana Ratu Saba’ maka kita akan mendapatkan hanya sedikit saja bagian dari singgasana itu pada akhir proses. Proses dimulai dengan mengubah singgasana Ratu Saba' menjadi energi melalui suatu metode tertentu. Selanjutnya kita kirimkan energi ini via gelombang mikro ke tempat tujuan. Setelah sampai di tempat tujuan, kemudian gelombang ini kita ubah lagi menjadi bentuk materi asal. Pada tahap akhir ini, kita tidak akan mendapatkan lebih dari 5% dari bagian singgasana Ratu Saba' itu.

Sisanya hilang selama proses perubahan-perubahan itu. Jika kita lihat kemampuan teknologi yang ada sekarang ini, yang dalam praktiknya hanya mampu mengirimkan sebesar 5% dari materi asli ke tempat tujuan, maka hal ini tentu tidaklah cukup untuk membentuk kembali satu bagian kecil saja dari singgasana Ratu Saba' tersebut. Sulaiman barangkali hanya bisa menunjukkan secuil saja materi dari singgasana itu kepada Ratu Saba’.

Padahal dalam ceritanya, ketika Ratu Saba’ sampai di istana Sulaiman, betapa kagetnya dia melihat singgasanaya ada di situ.

Dan ketika Balqis datang, ditanyakanlah kepadanya: “Serupa inikah singgasanamu?” Dia menjawab: “Seakan-akan singgasana ini adalah singgasanaku”, “kami telah diberi pengetahuan sebelumnya dan kami adalah orang-orang yang berserah diri”. (QS. An Naml:42).

Pesan dari cerita ini adalah:

1. Maha suci Allah atas segala kebesarannya yang membuat manusia mampu melakukan hal – hal yang menakjubkan dengan ilmu yang diberikan-Nya. Kita harus selalu bersyukur atas segala karunia yang telah diberikan oleh Allah, jangan samapi kufur nikmat, karena suatu saat kita akan kembali kepada-Nya dan akan dimintai pertanggungjawaban terhadap apa – apa yang telah dititipkan Allah kepada kita selama hidup di dunia.
2. Kita tidak bisa mengatakan bahwa peradaban kita sekarang adalah peradaban yag paling maju dan modern. Buktinya, teknologi termutakhir yang ada sekarang ternyata tidak bisa melakukan seperti apa yang dilakukan oleh manusia pada zamannya nabi Sulaiman. Bayangkan coba! Bukankah nabi Sulaiman itu hidup beberapa generasi setelah Nabi Musa dan sebelum Nabi Isa. Sebelum Masehi donk!
3. Kita harus selalu optimis bahwa kita bisa melakukan segal hal yang menakjubkan dengan ilmu – ilmu yang kita miliki. Bahkan kita bisa lebih unggul dari bangsa jin yang selalu kita kenal sebagai mahluk yang sakti, kayak jin-nya Alladin itu. Akan tetapi segal hal menakjubkan itu tidaklah dapat dicapai tanpa usaha. Untuk itu Allah berfirman:
   
   Hai jemaah jin dan manusia, jika kamu sanggup menembus (melintasi) penjuru langit dan bumi, maka lintasilah, kamu tidak dapat menembusnya melainkan dengan kekuatan. (QS. Ar Rahman : 33).
   
   Kekuatan inilah yang harus kita cari dengan usaha keras, dan tetap banyak – banyak memohon kepada Allah.

KAMPAS REM BERBAHAN SERBUK KAYU DAN SERABUT KELAPA

PENDAHULUAN

Pada umumnya, kampas rem sepeda motor terbuat dari bahan asbestos dan unsur-unsur tambahan lainnya seperti SiC, Mn atau Co. Berdasarkan proses pembuatannya, brakeshoes (kampas rem) sepeda motor, termasuk pada “particulate composite”. Komposit jenis ini, bahan penguatnya (reinforced) terdiri atas partikel yang tersebar merata dalam matriks yang berfungsi sebagai pengikat, sehingga menghasilkan bentuk solid yang baik. Melalui proses penekanan sekaligus pemanasan pada saat pencetakan (sintering) akan dihasilkan kekuatan, kekerasan serta gaya gesek yang semakin meningkat. Pemanasan dilakukan pada temperatur berkisar antara 130oC – 150oC, yang menyebabkan bahan tersebut akan mengalami perubahan struktur dimana antara partikel satu dengan yang lain saling melekat serta akan diperoleh bentuk solid yang baik dan matriks pengikat yang kuat. (Sulistijono, 2004). Proses fabrikasi seperti ini kemudian mengakibatkan harga jual kampas rem cukup mahal.

Penggunaan asbes dalam pembuatan kampas rem tidak ramah lingkungan karena memiliki dampak negatif bagi kesehatan yaitu dapat menyebabkan asbestosis/ fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru), kanker paru-paru dan kanker saluran pernapasan. (Anoname. 1981). Sebenarnya brakeshoes sepeda motor dapat dibuat dengan memanfaatkan sampah serabut kelapa dan serbuk kayu sebagai penguatnya dan resin polyester sebagai matriksnya. Selain ramah lingkungan, pemanfaatan sampah serabut kelapa dan serbuk kayu dalam pembuatan kampas rem sepeda motor memiliki kelebihan dalam hal harga produksinya yang lebih murah dibandingkan kampas rem berbahan asbestos.

Hal ini berhubungan dengan masalah pencemaran lingkungan, khususnya yang diakibatkan sampah serbuk kayu dan sabut kelapa dimana kurang dimanfaatkan. (Harjadi dan Prasetyo, 2006). Contoh kasus masalah pencemaran lingkungan jenis ini adalah seperti yang terjadi di daerah Pekanbaru dimana Pemkot Pekanbaru melakuan upaya hukum terhadap sejumlah perusahaan yang diduga membuang limbah limbah serbuk kayu di Sungai Siak yang menyebabkan ratusan ribu ikan berbagai jenis termasuk udang di kawasan sungai itu mati (Tempo, 11 Juni 2003). Masalah yang sama terjadi di daerah Kapuas. Dari hasil perhitungan yang dilakukan tim Dinas Kehutanan Kapuas bersama petugas kehutanan Kapuas diketahui bahwa jumlah (kubikasi) serbuk kayu ramin adalah sebanyak 177.1346 m3 dan serbuk kayu meranti sebanyak 319.825 m3. Jumlah yang demikian banyak ini ternyata sama sekali tidak dimanfaatkan sehingga hanya merusak lingkungan sekitarnya. (Kompas, 6 April 2001).

Selama tahun 2005, masyarakat Medan mengeluhkan pencemaran lingkungan akibat limbah serbuk kayu dari perusahaan Indokarya Tetap Cemerlang (ITC) dan mengadukannya kepada Dinas LH dan ESDM Medan. Limbah tersebut mencemari produk makanan dari PT Medan Canning, sehingga ditemukan serbuk kayu pada produk makanan tersebut. (Waspada, 28 Desember 2005). Di Jawa Timur, Pabrik kayu PT Sengon Kondang Nusantara (SKN) menerima komplain masyarakat karena limbah yang dihasilkannya yang berupa debu bercampur serbuk kayu mengganggu lingkungan sekitar. Dampak polusi tersebut mengganggu aktivitas masyarakat Desa Sidoagung, Kecamatan Tempuran, Kabupaten Magelang. (Suara Merdeka, 12 Agustus 2003). Bahan-bahan tersebut (serbuk kayu dan serabut kelapa) memang terlihat tidak berguna dan tidak memiliki nilai ekonomi karena hanya bisa menjadi sampah dan merusak lingkungan, padahal sebenarnya kita dapat memanfaatkannya sebagai bahan alternatif pembuatan kampas rem sepeda motor.

PEMBUATAN PRODUK

Prosedur-prosedur pelaksanaan pembuatan kampas rem sepeda motor dengan penguat serabut kelapa dan serbuk kayu adalah sebagai berikut :

1. Persiapan alat dan bahan. Bahan meliputi bahan baku produk (serbuk kayu, serbuk serbut kelapa, resin 208b, katalis, vaselin, lem besi, rem sepeda motor bekas yang sisa kampasnya telah dibersihkan) dan bahan cetakan (plat baja, timbangan badan, ulir baja, mur dan baut) serta katoda las. Peralatan meliputi alat mekanik (gergaji besi, palu, gerinda, mesin drill, dll), perangkat las busur listrik.
2. Pembuatan cetakan. Cetakan terdiri dari alat penekan dan cetakan produk. Alat penekan didesain dengan bentuk seperti alat penekan tambal ban yang bocor. Hanya saja, untuk ujung penekan dari alat penekan ini (mata penekan), digunakan rem sepeda motor bekas yang tidak berkampas. Cetakan produk dibuat dari plat besi agar cukup kuat menerima pembebanan dari alat penekan. Dalam desain cetakan produk kampas rem, plat besi dibentuk mengikuti bentuk lengkungan kampas rem. Sehingga nantinya pas dengan ujung penekannya yaitu rem sepeda motor bekas yang tidak berkampas. Prinsip kerjanya adalah bahan yang akan dicetak diberi tekanan yang besarnya tertentu dengan tujuan memperoleh persebaran partikel penguat dalam matriks yang lebih uniform sehingga didapatkan padatan kampas rem yang baik. Selain itu untuk menjaga agar kualitas bahan dari produk yang satu dengan yang lain sama maka penekanan harus sama besar.
Gambar 1. cetakan produk kampas rem
3. Pencampuran bahan. Serbuk kayu dan serbuk serabut kelapa dihaluskan (diselep) dan disaring dengan saringan 50 mesh kemudian keduanya dicampur dengan perbandingan 40 : 60. (Serbuk kayu = 40 dan serbuk serabut kelapa = 60). Resin 208b (tak jenuh) dituangkan ke dalam gelas ukur dan dituang ke campuran serbuk kayu dan serabut kelapa dan diaduk hingga persebaran partikel merata. Fraksi volume campuran serbuk kayu dan serbuk serabut kelapa dalam resin adalah 40% atau dengan perbandingan 40 : 60. ( campuran serbuk kayu dan serabut kelapa = 40, resin = 60). Kemudian dituangkan katalis secukupnya, diaduk hinggá katalis menyebar merata, dan diaduk terus samapai dituang ke cetakan.
Gambar 2. Campuran serbuk serabut kelapa dan serbuk kayu
4. Pencetakan. Proses hasil dari pencampuran kemudian dituang secara merata ke dalam cetakan produk yang sebelumnya, permukaan bagian dalamnya telah diolesi vaseline secukupnya, kemudian sesegera mungkin diberi penekanan dengan alat penekan. Setelah itu bahan didiamkan selama beberapa waktu dengan maksud memberikan waktu bagi katalis untuk bereaksi dengan bahan. Lama waktu yang dibutuhkan tergantung dari banyaknya katalis yang ditambahkan pada bahan. Semakin banyak katalis dalam bahan semakin cepat reaksi terjadi sehingga semakin cepat bahan memadat.
5. Pengeluaran produk dari cetakan.
6. Kampas rem kemudian dilem dengan menggunakan lem besi dan dilekatkan dengan rem yang tidak berkampas yang telah dipersiapkan sebelumnya.
7. Setelah dilekatkan, kampas rem dirapikan ketebalannya hingga sekiranya muat dengan ruang rem pada sepeda motor. Dalam proses ini dapat digunakan gerinda.
   
   Gambar 3. Produk kampas rem
   

PENGUJIAN KELAYAKAN

Untuk memenuhi kelayakan penggunaan produk kampas rem ini, sebelumnya spesimen-spesimen kampas rem telah mengalami berbagai pengujian untuk mengetahui sifat mekanik dan kinerjanya sehingga dapat dibandingkan kualitasnya dengan kampas rem berbahan asbestos. Setiap pengujian dilakukan sebanyak tiga kali demi kepentingan validitas data. Pengujian-pengujian yang dimaksud meliputi :

1. Pengujian tarik
   
   Pengujian tarik mengacu pada standarisasi ASTM D 638M-84. (Annual Book of ASTM Standart, 1986). Melalui uji tarik dapat diketahui nilai tensile strenght dari bahan uji.
   
   Gambar 4. Alat uji tarik dan dimensi spesimennya
   
   Dari hasil pengujian diperoleh beberapa karakteristik mekanik dari bahan yaitu tensile strength (kekuatan tarik) sebesar 2,75 kg/mm2.
   
2. Pengujian kekerasan
   
   Pada pengujian kekerasan spesimen kampas rem ini digunakan pengujian kekerasan vickers. Karena pada pengujian kekerasan vickers dapat diukur kekerasan bahan mulai dari yang sangat lunak (5 HV) sampai dengan yang amat keras (1500 HV). Prinsip pengujian kekerasan vickers adalah menekan spesimen dengan indentor (intan yang berbentuk piramid dengan sudut puncak antara dua sisi yang berhadapan adalah 136o) pada permukaannya sehingga timbul tapak tekan. Terlihat pada gambar 5. (Suherman, 1987).
   
   Angka kekerasan vickers dihitung dengan rumus : HV = 1,854 P/d2, dimana P = gaya tekan (kg) dan d = diameter tapak tekan (mm). Spesimen akan dikenakan 3 kali pembebanan yang berbeda yaitu 30 kg, 3 kg dan 10 kg.
   
   Gambar 5. Indentasi piramid intan pada pengujian kekerasan vickers (kiri) dan spesimen uji hardness (kanan)
   
   Dari hasil pengujian diketahui bahwa kekerasan Vickers bahan sebesar 1020,2033 kg/mm2.
   
3. Pengujian abrasivitas
   
   Pengujian abrasi dilakukan untuk memperoleh besarnya ketahanan spesimen terhadap penggesekan. Spesimen uji (kampas rem) ditekan pada gerinda (bergerak memutar searah dengan jarum jam dan kecepatan konstan) dengan tekanan yang konstan. Terjadinya pergeseran pada permukaan spesimen uji dengan gerinda, mengakibatkan terjadinya pemakanan pada spesimen tersebut. Setelah itu dihitung besarnya material yang hilang pada spesimen tersebut berdasarkan fungsi waktu. (anoname, 2006).
   
   Gambar 6. Mesin pengujian abrasi (kiri) dan spesimen uji abrasi (kanan)
   
   Dari hasil pengujian diketahui bahwa kekerasan abrasive (keausan) sebesar 0.0149 mm/s.
   
4. Uji Performansi
   
   Uji performansi dilakukan terhadap produk kampas rem siap pakai dimana langsung diuji cobakan pada sepeda motor, kemudian diamati apakah kampas rem ini bekerja dengan baik. Hal ini dapat dilihat dari nilai decelertion (jarak pengereman – slip – yang diakibatkan kecepatan sepeda motor). Dihitung dengan rumus a = 1,075 v2/s, dimana a = deceleration, v = kecepatan sepeda motor (ft/s), dan s = jarak pengereman (ft). (1986 SAE Handbook). Dalam pengujian ini ditetapkan nilai kecepatan sepeda motor yang digunakan adalah sebesar 45 km/jam (41,0105 ft/s). Dari uji perfomansi untuk menghitung nilai deceleration, diketahui bahwa nilai deceleration dari kampas rem serbuk kayu - serabut kelapa lebih tinggi (452 ft/s2) bila dibandingkan kampas rem berbahan asbestos (176,855 ft/s2). Atau dengan kata lain kampas rem serbuk kayu – serabut kelapa memiliki perlambatan yang lebih baik dibandingkan kampas rem berbahan asbestos.

DAFTAR PUSTAKA

• Anoname. 1981. ”Penggunaan Asbestos Secara Aman. Konvensi K3.
• Brady, George S. & Clauser, Henry R. 1986. 12th Edition Materials Handbook. McGraw Hill, Inc. : New York
• Fathurahman, Imam. 2006. ”Kampas Rem 5000 Rupiah”. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Surabaya.
• Harjadi dan prasetyo, 2006, “Rancang Bangun Peralatan Carbonizer Untuk Proses Karbonisasi Briket Serbuk Kayu” dalam . www.iptek.net.com, dikunjungi : 28 Nopember 2006.
• Kompas, 2001, “Pemkot Tutup Puluhan TPS”, Kompas, 06 April 2001.
• Suara Merdeka, 2003, “Debu Bercampur Serbuk Kayu Cemari Lingkungan Sidomukti”. Suara Merdeka. 12 Agustus 2003.
• Sulistijono. 2004. “Material Komposit“. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi ITS, Surabaya.
• Tempo, 2003, ”Pemkot Pekanbaru Akan Panggil Pencemar Sungai Siak”. Tempo, 11 Juni 2003.
• Waspada, 2005, “50 Kasus Pencemaran Lingkungan di Medan”, Waspada, 28 Desember 2005.
• ---------, ”Brake System Road Test Code”, SAE J108a, 1986 SAE Handbook, Volume 2, Parts & Components, Society of Automotive Engineers, Inc
• --------, ”Standart Test Method for Composites”, ASTM D 638M – 84, 1986 Annual Book of ASTM Standart, Volume 15.03, Space Simulation; Aerospaces Materials; High Modulus Fibers and Composites, American Society for Testing and Materials Inc.