H2O NaCl H2SO4 Linear (H2SO4) Linear (NaCl) Linear (H2O) Waktu FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BENGKULU

Transkripsi

1 g Vol. 2 No. 2 Juli 26 ISSN GRADIEN JURNAL MIPA H2O NaCl H2SO4 Linear (H2SO4) Linear (NaCl) Linear (H2O) Absorbsi A1 = -.56t (H2O) A2 = -.53t (NaCl) A3 = -.47t (H2SO4) A Waktu FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BENGKULU Gradien Vol. 2 No. 2 Hal Bengkulu, Juli 26 ISSN

2 g Vol. 2 No. 2 Juli 26 ISSN GRADIEN JURNAL MIPA DAFTAR ISI Fisika 1. Pengukuran Konduktivitas Termal Bata Merah Pejal (Halauddin) Tegangan Induksi Pada Saluran Pipa Minyak Yang Paralel Dengan Saluran Transmisi Listrik (V. Sozi Karnefi) Kecepatan Korosi Oleh 3 Bahan Oksidan Pada Plat Besi (Zul Bahrum Caniago) Hubungan Aktivitas Gempa Tektonik Daerah Subduction Indo-Australia Eurasia Segmen Enggano Tahun 2 Dengan Aktivitas Gempa Vulkanik Gunungapi Kaba Dan Dempo (Refrizon) Kimia 5. Perlakuan Fraksinasi Terhadap Kandungan β-karotene Pada Minyak Merah (Red Palm Olein) (Syafnil) Karakteristik Senyawa Alkaloid Fraksi Etil Asetat Hasil Isolasi Dari Daun Tumbuhan Pacah Piring (Ervatamia Coronaria (Jacq.) Stapf) (Evi Maryanti) Kajian Pengaruh Suhu Pada Sintesis Trifenil Metil Klorida Dari Trifenil Metanol Dan Asetil Klorida (Eni Widiyati) Metoksi, 7 Hidroksi Kumarin dari Daun Pacar Air (Impatiens Balsamina Linn.) (Morina Adfa) Karakteristik Kinerja Dari Beberapa Membran Datar (Irfan Gustian) Matematika 1. Linierisasi Matriks Polynomial (Zulfia Memi Mayasari)

3 Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : Pengukuran Konduktivitas Termal Bata Merah Pejal Halauddin Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu, Indonesia Diterima 12 Juni 26; disetujui 1 Juli 26 Abstrak - Telah dilakukan pengukuran konduktivitas termal (k) dengan metode plat tunggal dari beberapa jenis bata merah pejal yang berasal dari daerah di provinsi Bengkulu diantaranya dari Nakau, Pinang Mas, Blok V, Blok VI, Talang Pauh, Medan Baru dan Pekik Nyaring. Pengukuran ini bertujuan untuk melihat kekuatan bata merah pejal berdasarkan besarnya konduktivitas termalnya. Kekuatan fisik bata merah sangat ditentukan oleh deformasi termal yang berhubungan dengan ukuran rata-rata pori (porous) yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah dan jenis tanah serta komposisi bahan pengisi pada saat dilakukan proses pemanasan (pematangan). Hasil penelitian menunjukkan bahwa harga konduktivitas termal masing-masing sampel batu merah pejal memberikan kontribusi yang berbeda, namun hasilnya tidak memberikan perbedaan angka yang signifikan. Batu merah pejal yang mempunyai harga konduktivitas termal yang paling tinggi adalah batu merah yang berasal dari daerah Nakau dengan k =,38 (J s-1 m-1 K -1 ), sedangkan batu merah pejal yang mempunyai harga konduktivitas termal yang paling rendah adalah batu merah yang berasal dari daerah Pekik Nyaring dengan konduktivitas termal k =,15 (J s-1 m-1 K -1 ). Kata Kunci : Konduktivitas termal; deformasi termal; metode plat tunggal 1. Pendahuluan Untuk memenuhi kriteria suatu bangunan yang kokoh harus ada dua persyaratan utama yaitu kondisi tanah tempat akan dibangunnya bangunan sipil tersebut serta material yang digunakan. Para teknisi lapangan harus mampu memperlakukan tanah sebagaimana juga halnya material-material lain yang dihadapinya seperti baja dan beton. Teknisi dituntut mampu melakukan pengenalan atau identifikasi dan pengklasifikasian tanah sehingga dapat diketahui apakah material sudah cukup memadai untuk konstruksi sebuah bangunan [4]. Salah satu material yang sangat berpengaruh untuk material bangunan adalah bata merah pejal yang bahan bakunya tanah. Kekuatan fisik bata merah sangat ditentukan oleh jenis tanah serta komposisi bahan pengisi pada saat dilakukan proses pemanasan (pematangan). Pada proses pemanasan bertujuan untuk memperbaiki sifat fisisnya seperti deformasi termal, sifat-sifat hantaran kalor dan listrik [5]. Bata merah pejal yang diharapkan setelah dilakukan uji konduktivitas termal ini adalah memiliki daya hantar panas yang tinggi, kekuatan tinggi, tahan terhadap korosi dan bahan kimia. Faktor paling dominan yang menentukan dalam proses pemanasan (pematangan) adalah deformasi termal yang berhubungan dengan ukuran rata-rata pori (porous) yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori menandakan bahan tersebut mempunyai konduktivitas sangat tinggi, sangat layak digunakan sebagai bahan bangunan. Sebaliknya semakin besar ukuran pori menandakan bahan tersebut mempunyai konduktivitas sangat rendah artinya kurang layak digunakan sebagai bahan bangunan. Oleh karena itu pada penelitian ini akan ditentukan pada temperatur berapa bata merah pejal mempunyai harga konduktivitas yang sangat tinggi Perpindahan Panas Bila dalam suatu sistem terdapat gradien temperatur, atau bila ada dua sistem yang temperaturnya berbeda bersinggungan, maka akan terjadi perpindahan kalor. Proses dimana sesuatu yang dipindahkan diantara sebuah sistem dan sekelilingnya akibat perbedaan temperatur ini berlangsung disebut kalor [6].

4 153 Halauddin, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : Perpindahan kalor pada umumnya terjadi dengan tiga cara yaitu : konduksi (conduction); konveksi (convection); serta radiasi (radiation). a. Konduksi - Perpindahan kalor secara perambatan atau konduksi adalah perpindahan kalor dari suatu bagian benda padat ke bagian lain dari benda padat yang sama, atau dari benda padat yang satu ke benda padat yang lain karena terjadi persinggungan fisik atau menempel tanpa terjadinya perpindahan molekulmolekul dari benda padat itu sendiri [1]. b. Konveksi - Perpindahan kalor secara aliran atau konveksi adalah perpindahan kalor yang dilakukan oleh molekul-molekul suatu fluida (cair atau gas). Molekulmolekul fluida tersebut dalam gerakannya melayang kesana-kemari membawa sejumlah kalor [1]. Konveksi adalah perpindahan panas melalui media gas atau cairan seperti udara di dalam es dan air yang dipanaskan di dalam ceret. Udara bersinggungan dengan pipa-pipa Evaporator yang dingin di dalam lemari. Udara mengambil panas, udara akan merenggang dan menjadi ringan, kemudian mengalir lagi ke atas sampai udara bersinggungan lagi dengan pipa evaporator [6]. c. Radiasi - Perpindahan kalor secara pancaran atau radiasi adalah perpindahan kalor suatu benda ke benda yang lain melalui gelombang elektromagnetik tanpa medium perantara. Bila pancaran kalor menimpa suatu bidang, sebagian dari kalor pancaran yang diterima benda tersebut akan dipancarkan kembali (re-radiated), dipantulkan (reflected) dan sebagian dari kalor akan diserap [1] Teori Partikel Zat Setiap zat baik berbentuk padat, cair maupun gas tersusun dari partikel-partikel. Yang mempunyai kecenderungan selalu bergetar. Sifat bergetar partikelpartikel zat tergantung pada jarak partikel pada zat sangat berbeda dari ketiga jenis zat seperti yang telah disebutkan di atas. Jarak antar partikel pada zat padat sangat dekat; jarak partikel pada zat fluida lebih jauh dibandingkan dengan jarak antar partikel pada zat padat; sedangkan pada gas, jarak antar partikel berjauhan. Hal inilah yang menyebabkan gaya tarikmenarik antar partikel atau kohesi pada zat padat lebih besar daripada kohesi zat cair. Karena itu gerak partikel-partikel pada zat padat sangat terbatas, dan hanya bergetar pada tempat tertentu [6]. zat padat zat cair Gambar 1. Ilustrasi gerakan partikel-partikel zat [6] Konduktivitas dan Resistivitas gas Konduktivitas panas suatu bahan adalah ukuran kemampuan bahan untuk menghantarkan panas (termal) [2]. Berlaku untuk sebuah bahan berbentuk balok dengan penampang lintang A, energi yang dipindahkan persatuan waktu antara dua permukaan berjarak l, sehingga diperoleh dari persamaan E A( T2 T1 ) = λ (1) t l Dengan λ merupakan konduktivitas termal, T 1 dan T 2 merupakan temperatur permukaan. Tabel 1. Koefisien konduktivitas termal beberapa jenis bahan [6]. Satuan Jenis Bahan J s-1 m-1 K -1 Kal s-1 m-1 K -1 Perak 42 1 Tembaga Aluminium 2 5 Baja 4 11 Kaca, Air,56 1,4.1-1 Asbes,16,4.1-1 Kayu,8,2.1-1 Gabus,4,1.1-1 Udara,2,6.1-1 Persamaan (1) akan berlaku dengan anggapan bahwa permukaan yang berhadapan itu sejajar dan dengan asumsi tidak ada panas yang hilang melalui sisi balok. Satuan SI untuk konduktivitas termal adalah J s-1 m-1 K -1. Kebalikan dari konduktivitas termal sebuah disebut resistivitas. Dalam satuan SI, konduktivitas listrik gas

5 Halauddin, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : diukur dalam siemens per meter. Bila menyangkut fluida, konduktivitas elektrolit diperoleh dari perbandingan kerapatan arus terhadap kuat medan listrik. 3. Metode Penelitian Penelitian ini merupakan uji laboratorium yang dilakukan di laboratorium Termodinamika (Gedung Basic Sains), Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Bengkulu. Penelitian ini dilakukan melalui dua tahap pelaksanaan yaitu persiapan bahan, dan pengujian konduktivitas termal. W d k = (2) t A T 4. Hasil Dan Pembahasan Data dan hasil pengamatan penelitian ini adalah sebagaimana tercantum pada tabel 2. Tabel 2. Nilai Konduktivitas Termal (k) hasil pengujian laboratorium berdasarkan perbedaan nilai energi listrik yang dibutuhkan Bahan yang diperlukan hanya beberapa bata merah pejal yang dapat diperoleh di tempat pembuatannya di Kotamadya Bengkulu dan Kabupaten Bengkulu Utara, Provinsi Bengkulu. Sampel bata hanya diambil dari beberapa nama tempat pabrik pembuatannya saja, peneliti tidak melakukan perbandingan konduktivitas termal dari beberapa lokasi di seluruh Provinsi Bengkulu. Digunakannya bata merah pejal sebagai bahan yang diteliti adalah untuk membuktikan teori tentang konduktivitas termal bahwa semakin besar konduktivitas suatu bahan mempunyai daya hantar atau kemampuan termal yang tinggi direkomendasikan akan semakin layak juga digunakan untuk bahan bangunan [2]. Setelah persiapan bahan, selanjutnya dilakukan uji konduktivitas dari bata merah pejal. Konduktivitas termal sampel diuji dengan menggunakan metode plat tunggal [3]. Sampel dari sisi bawah dipanaskan pada temperatur sama dengan temperatur kamar, sehingga menjamin tidak ada kalor yang masuk atau keluar ke lingkungan. Pada sisi atas dipasang pendingin, sehingga kalor akan mengalir ke temperatur yang lebih rendah. Laju aliran kalor Q, gradien temperatur T, luas plat A, dan ketebalan plat d diukur. Energi listrik W yang diserap pemanas selama interval waktu t sebanding dengan kuantitas kalor yang mengalir pada sampel selama selang waktu tertentu. Bila diasumsikan tidak ada kehilangan energi, maka kuantitas yang diperoleh digunakan untuk menghitung konduktivitas termal k sampel dengan persamaan : Bila dilihat dari besarnya permeabilitas untuk semua sampel bata merah pejal yang diperoleh, baik yang berasal dari Kotamadya Bengkulu dan Kabupaten Bengkulu Utara. Ternyata bata merah pejal yang mempunyai nilai konduktivitas termal yang paling tinggi adalah bata merah pejal yang berasal dari daerah Nakau, Bengkulu Utara. Bata merah pejal yang lainnya mempunyai konduktivitas termal yang bagus juga, karena hasilnya tidak memberikan perbedaan angka yang signifikan. Dapat direkomendasikan sesuai dengan teori yang diungkapkan oleh [2] bahwa bata merah pejal Nakau mempunyai daya hantar atau kemampuan termal yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan bataan merah pejal lainnya. Artinya komposisi dari bata merah pejal Nakau bila dibandingkan dengan bata merah pejal lainnya mempunyai pori dan ukuran partikel yang sangat rendah, sehingga dapat mempunyai kemampuan termal yang sangat tinggi. 5. Kesimpulan Bata merah pejal yang berasal dari daerah Nakau mempunyai konduktivitas termal (k) yang tinggi sebesar,38 (J s-1 m-1 K -1 ), mengindikasikan sangat

6 155 Halauddin, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : layak digunakan sebagai bahan bangunan karena memiliki daya hantar panas yang tinggi, kekuatan tinggi dan tahan terhadap korosi. Perbedaan nilai konduktivitas antara semua sampel tidak memberikan nilai yang signifikan, artinya mutu dan kualitas bata merah pejal lainnya masih tergolong bagus juga digunakan sebagai bahan bangunan. Perbedaan konduktivitas termal pada saat diuji menurut pengamatan peneliti disebabkan oleh beberapa faktor yaitu bata merah pejal Nakau mempunyai komposisi tanah yang sangat bagus serta pada saat dilakukan pemanasan (pematangan) lebih sempurna. Peneliti menyarankan agar penelitian dapat dilanjutkan dengan mengambil semua jenis bata merah pejal yang ada di Provinsi Bengkulu dan penelitian terus secara kontinyu dilakukan sebagai suatu uji kelayakan untuk bata merah pejal sebagai bahan bangunan serta ada koordinasi dari Dinas terkait demi untuk menjaga mutu serta kualitas, melihat posisi daerah Bengkulu mempunyai potensi gempa sangat besar. Daftar Pustaka [1] Incropera, FP and Witt, P., Fundamental of Heat Transfer, John Wiley and Sons, New York, [2] Isaacs, Alan., Kamus Lengkap FISIKA, 1994, Erlangga. [3] Leybold., Physics Experiment, Volume 3, 1986, Leybold GMBH, Hurth,. [4] Shirley, LH., Penuntun Praktis Geoteknik dan Mekanika Tanah (Penyelidikan Lapangan & Laboratorium), 1994, Penerbit NOVA, Bandung. [5] Surdia, T. dan Saito, S., Pengetahuan Bahan Teknik, 1985, P.T. Pradnya Paramita, Jakarta. [6] Zeemansky, W, Mark., Kalor dan Termodinamika, Edisi Keenam, Terjemahan dari Heat and Thermodynamics oleh The How Liong, 1986, ITB, Bandung.

7 Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : Tegangan Induksi Pada Saluran Pipa Minyak Yang Paralel Dengan Saluran Transmisi Listrik V. Sozi Karnefi Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu, Indonesia Diterima 3 Mei 26; Disetujui 1 Juli 26 Abstrak - Akhir-akhir ini ada kecenderungan untuk membangun koridor energi sedemikian rupa, sehingga pemakaian lahan akan lebih baik. Pembangunan saluran transmisi listrik yang paralel dengan saluran pipa minyak dapat menimbulkan tegangan induksi pada saluran pipa minyak. Tegangan ini disebabkan adanya kopling elektrostatis dan kopling elektromagnetis. Telah dilakukan penelitian dampak dari kopling elektromagnetis saluran transmisi listrik 115 KV yang paralel dengan saluran pipa minyak di daerah kerja PT. Caletex Pasific Indonesia di daerah Buatan Zamrud. Ternyata ada tegangan induksi pada saluran pipa minyak sebesar 9,7132 V sampai 11,525 V. Kata Kunci: Induksi; listrik; konduktor 1. Pendahuluan Untuk menyalurkan energi listrik dari pusat-pusat pembangkit tenaga listrik (electric power station) ke pusat-pusat beban (load centers) dapat dilakukan melalui saluran transmisi udara (overhead line) atau saluran transmisi bawah tanah (underground line) [6]. Jalur yang diambil untuk saluran transmisi tersebut biasanya disebut koridor energi. Begitu pula jalur yang diambil untuk saluran pipa minyak dari lapangan minyak ke tempat-tempat yang diperlukan atau digunakan juga dapat dinamakan koridor energi. Akhir-akhir ini ada kecenderungan untuk membangun koridor energi demikian rupa, sehingga pemakaian lahan lebih baik. Pembangunan saluran transmisi listrik dan saluran pipa minyak dapat menimbulkan dampak lingkungan yang kurang baik. Oleh karena itu beberapa negara menganjurkan agar penyaluran energi dari suatu tempat ke tempat yang lain dilakukan secara paralel pada koridor energi yang sama. Tetapi hal ini menimbulkan masalah pula pada sistem komunikasi, keamanan dan sebagainya. Masalah akan lebih berkembang bila selain saluran transmisi listrik pada koridor energi yang sama terdapat pula saluran pipa minyak yang paralel dengan saluran transmisi listrik tersebut. Dalam hal yang seperti ini saluran pipa minyak akan menjadi bagian dari sirkuit listrik pada jaringan transmisi, disebabkan karena kopling elektrostatis dan kopling elektromagenetis. Kopling ini dapat menimbulkan arus dan tegangan induksi pada saluran pipa minyak. Besarnya kopling dipengaruhi oleh: Besar phasor tegangan pada konduktor (penghantar). Besar phasor arus pada konduktor. Jarak antar konduktor. Jarak konduktor-konduktor dengan saluran pipa. Ketidakseimbangan relatif dari arus dan tegangan. Timbulnya medan elektromagnet disebabkan karena adanya gejala fisika yang dikenal sebagai hukum tangan kanan Ampere yakni, bila ada arus yang mengalir pada sebuah kawat pengantar, maka akan menimbulkan medan elektromagnet yang mengelilingi kawat penghantar tersebut dengan arah putaran maju sekrup. Medan elektromagnet tersebut akan melepaskan tenaga kepada benda-benda di sekelilingnya. Keberadaan saluran transmisi listrik yang berdekatan dan paralel dengan saluran pipa minyak, akan menimbulkan permasalahan bagi mereka yang bekerja

8 157 V. Sozi Karnefi, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : pada saluran pipa minyak. Hal ini disebabkan muatan elektrostatis yang timbul pada peralatan dan bagianbagiannya yang dekat dengan transmisi listrik, sebagian muatan disebabkan oleh penghubung kapasitas dan dapat membuat shock para pekerja. Di samping itu tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa minyak juga akan mempercepat proses pengkaratan (korosi) pada saluran pipa minyak. Pada bulan Januari 1976, ITT Research Institute dan Electric Power Research Institute serta American Gas Association berhasil meneliti adanya tegangan induksi pada saluran pipa gas yang diakibatkan oleh saluran transmisi listrik 6 Hz yang berdekatan dengan saluran pipa gas. Mereka berhasil memperkirakan tegangan induksi yang terjadi dengan teori sumber terdistribusi, yakni mengukur dan menghitung puncak-puncak medan listrik serta memitigasi (memperingan) efek induksi tersebut. Di samping itu para pakar Amerika yang tergabung pada Enviromental Protection Agency (EPA) dan didukung oleh Electric Power Research Institute, berhasil menemukan adanya akibat imbasan medan elektromagnet lemah dari aliran listrik berfrekuensi rendah (6Hz) dapat mengakibatkan gangguan kesehatan, di antaranya penyakit kanker otak, leukemia dan lain-lain. Dalam penelitian ini dibahas tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa minyak yang dititikberatkan pada cara memperkirakan dan mengukur tegangan induksi yang diakibatkan medan magnet saluran transmisi listrik 115 Kv yang paralel dengan saluran pipa minyak [3]. Untuk mengintepretasi data tegangan induksi, yang perlu diperhatikan adalah jarak antara konduktor dengan saluran pipa, karena perbedaan jarak akan mempengaruhi harga faktor kopling dan akan mempengaruhi tegangan induksi yang terjadi. Untuk membahas tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa minyak, terlebih dahulu dibahas induksi medan magnet dan saluran transmisi listrik, kemudian cara menginterpretasi pengaruh induksi medan magnet saluran transmisi listrik pada pipa. Inti dari penelitian ini memperkirakan tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa minyak. 2. Metode Penelitian Dalam penelitian ini pengamatan dan pengukuran data yang diperlukan dilakukan pada lokasi daerah kerja PT. Caletex Pacific Indonesia, dengan saluran transmisi listrik 115 Kv yang paralel dan berdekatan dengan saluran pipa minyak sepanjang 9 km di 16 titik (lokasi). Besaran yang diukur adalah: jarak antar konduktor, tiang listrik dengan pipa, antar tiang listrik, permukaan tanah dengan konduktor, resistansi dan reaktansi konduktor, resistansi dan reaktansi tanah yang didasarkan pada tabel Carson serta besarnya arus yang mengalir pada tiap konduktor. Tegangan induksi telah diketahui dari hasil perkalian arus urutan nol, faktor kopling dan panjang saluran transmisi listrik paralel dengan saluran pipa. Untuk membuktikan kebenarannya dilakukan pengukuran langsung di 8 titik lokasi. Pada prinsipnya untuk mengetahui berapa harga tegangan pada suatu terminal listrik adalah mengukur selisih atau beda potensial antara dua titik. Dalam hal ini dilakukan pengukuran beda potensial antara tiang listrik dengan saluran pipa, yaitu dengan cara menghubungkan tiang listrik yang ditanahkan (grounded) dengan menggunakan kabel 12 mm ke Volt meter (Fluke multi meter digital 86 True RMS) di satu titik dan menghubungkan pada permukaan pipa di titik lain. 3. Hasil dan Pembahasan Hasil pengukuran harga beda potensial yang terjadi antara dua titik pada Volt meter dapat dilihat pada tabel 1. Sedangkan hubungan faktor kopling dan tegangan induksi dapat dilihat pada gambar 1. Dari Gambar 1 terlihat adanya hubungan antara tegangan induksi E po dengan faktor kopling Z CF, semakin besar harga faktor kopling semakin besar pula harga tegangan induksi dan semakin dekat jarak

9 V. Sozi Karnefi, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : konduktor dengan saluran pipa tegangan induksi juga semakin besar [7]. dengan arus yang mengalir dan tegangan induksi juga berbanding lurus dengan jumlah sistem. Tabel 1. Data Hasil Perhitungan dan PengukuranTegangan Induksi pada Saluran Pipa Minyak Pada dasarnya sistem transmisi yang digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik di PT. Caltex Pacific Indonesia adalah sistem tiga fasa setimbang, karena sebagian besar beban adalah motor tiga fasa untuk menggerakkan pompa-pompa minyak. Pada keadaan tertentu terjadi kononsimetrisan sistem yang menyebabkan ketidakseimbangan sistem transmisi listrik [4]. Keterangan: PA = Jarak saluran pipa dengan konduktor A. PB = Jarak saluran pipa dengan konduktor B. PC = Jarak saluran pipa dengan konduktor C. PG1 = Jarak saluran pipa dengan kawat tanah 1. PG2 = Jarak saluran pipa dengan kawat tanah 2. Terjadinya perbedaan harga antara perhitungan dengan pengukuran tegangan induksi, hal ini dikarenakan beberapa faktor. Sebagaimana diketahui arus urutan nol merupakan faktor yang dominan untuk mengetahui besarnya tegangan induksi yang terjadi pada pipa. Pada tegangan induksi dan pengukuran tegangan induksi pada pipa dilakukan pada waktu dan hari yang tidak sama. Gambar 1. Grafik Hubungan Faktor Kopling dan Tegangan Induksi Faktor kopling yang terjadi dipengaruhi oleh jarak antara konduktor dengan saluran pipa. Kopling elektromagnet yang terjadi pada jarak yang dekat kuat atau besar [5] dan faktor kopling juga menjadi besar, jika jaraknya semakin jauh kopling elektromagnet semakin kecil, dengan demikian faktor kopling juga semakin kecil. Hal ini dikarenakan jika jarak antara konduktor dengan pipa sangat jauh, impedansi masingmasing konduktor akan mendekati sama besarnya sehingga mengakibatkan tegangan induksi akan mendekati nol. Di samping itu induksi magnet yang terjadi di sekitar konduktor akan berbanding lurus Pada pengukuran arus urutan nol terjadi ketidaksetimbangan sistem pada transmisi listrik, hal ini terbukti dengan adanya arus urutan nol sebesar I =,93 Amper (sistem setimbang I ~ Nol). Dengan demikian tegangan induksi yang terjadi pada pipa juga besar. Sedangkan pada pengukuran tegangan induksi pada saluran pipa tidak diketahui berapa besar kenonsimetrisan sistem, dengan demikian tidak diketahui berapa arus urutan nol yang mengalir. Dan di dalam menentukan titik pengukuran untuk mengukur tegangan induksi dipakai permukaan pipa dan tiang listrik yang ditanahkan (grounded), hal ini digunakan sebagai titik acuan karena belum adanya metode cara pengukuran tegangan induksi pada saluran pipa. Untuk menghubungkan ke dua titik tersebut di dalam pengukuran digunakan kabel 12 mm dengan panjang 25 meter, dengan demikian akan terjadi transmisi loss (kehilangan daya) di sepanjang kabel dan hal ini akan mengurangi tegangan induksi yang terukur pada Volt meter. Disamping itu saluran pipa menggunakan sistem SECT (Skin Electric Current Tracing), pada sistem ini sepanjang saluran pipa dipanaskan dengan menggunakan arus listrik, dengan demikian saluran

10 159 V. Sozi Karnefi, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : pipa juga menimbulkan medan elektromagnetik, akan tetapi pada waktu pengukuran sistem SECT tidak bekerja yang berarti kopling sistem magnet yang terjadi hanya dari transmisi listrik. Saluran pipa minyak juga dibalut atau diisolasi bahan polyurethane setebal 5 cm dan dilindungi selubung lempengan baja setebal 1 mm dan di setiap 15 m saluran pipa ditopang dengan besi yang ditanam dalam tanah, dengan demikian secara tidak langsung saluran pipa minyak juga ditanahkan (grounded), hal ini menyebabkan tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa minyak secara tidak langsung juga dialirkan ke tanah. Keadaan di lapangan ini seolah-olah telah adanya sistem Mitigasi (peringanan) yang bekerja pada saluran pipa minyak [1]. Sistem mitigasi merupakan suatu cara memperingan (memperkecil) tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa yang berdekatan atau paralel dengan saluran transmisi listrik. Yakni, dengan cara membuat sistem setimbang pada saluran transmisi listrik atau mengisolasi saluran pipa dengan bahan non metal serta mentanahkan (grounded) saluran pipa tersebut. Sedangkan pada perhitungan yang dilakukan untuk mendapatkan tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa minyak, diasumsikan transmisi listrik pada keadaan tidak setimbang dan keadaan saluran pipa minyak berada di permukaan tanah tanpa ditanahkan serta tidak diisolasi. Beberapa hal tersebut di atas yang menyebabkan hasil perhitungan berbeda atau lebih besar dari hasil pengukuran di lapangan [2]. 4. Kesimpulan Saluran transmisi listrik yang dialiri arus dan paralel dengan saluran pipa minyak, akan menimbulkan tegangan induksi pada saluran pipa akibat induksi medan magnet antara saluran transmisi listrik dengan saluran pipa minyak. Hubungan (kopling) antara saluran transmisi listrik dengan saluran pipa minyak secara substansial disebabkan oleh arus urutan nol. Besar arus urutan nol tergantung dari kononsimetrisan sistem transmisi listrik, jika kenonsimetrisan sistem besar arus urutan nol semakin besar dan tegangan induksi juga semakin besar. Tegangan induksi dipengaruhi oleh jarak antara konduktor transmisi listrik dengan saluran pipa minyak. Semakin dekat jarak konduktor dengan saluran pipa semakin besar tegangan induksi dan sebaliknya semakin jauh jaraknya semakin kecil tegangan induksi. Tegangan induksi yang terjadi pada saluran pipa minyak dari hasil perhitungan berbeda dengan hail pengukuran. Hal ini dikarenakan pada perhitungan diasumsikan metode mitigasi tidak ada, sedang dari hasil pengukuran ternyata pada saluran pipa minyak terdapat sistem mitigasi. Tegangan induksi dapat diperkecil dengan metode mitigasi (peringanan) yakni, membuat sistem saluran transmisi listrik setimbang, mengisolasi saluran pipa dengan bahan non metal atau mentanahkan (grounded) saluran pipa. Metode mitigasi yang terbaik adalah mengusahakan fase arus saluran transmisi listrik setimbang. Daftar Pustaka [1] Allen Taflove, John Dabkowski, Mitivation of Buried Pipelines Voltages Due to 6 Hz AC Inductive Coupling, 1979, Part I-Design of Joint Rights of Way, Part II Piperline Grounding Methods, IEEE Trans. Power App. Syst., Vol. PAS-98, pp , Sept/Oct [2] Allen Taflove, John Dabkowski, Prediction Method for Burriied Pipelines Voltages Due to 6 Hz AC Inductive Coupling, Part I-Analysis, Part II Field Test Verification, 1979, IEEE Trans. Power App. Syst., Vol. PAS-98, pp , May/June [3] A. M. Mousa, Ground Switch Interrupting Duty and Total Ground Current Imposed by Induction from Paralel Transmission Line, 1981, IEEE Trans. Power App. Syst., Vol. PAS-1, pp , Aug [4] Anonim, Electromagnetic Effects of Overhead Transmission Lines: Practical Problem, Safeguards, and Methods of Calculation, 1974, IEEE Trans. Power

11 V. Sozi Karnefi, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : App. Syst., Vol. PAS-93, no. 3, pp , May/June [5] J. Dakowski, The Calculation of Magnetic Coupling from Overhead Transmission Lines, 1981, IEEE Trans. Power App. Syst., Vol. PAS-1, pp , Aug [6] John P. Nelson, Power Sistems in Close Proximity to Pipelines, IEEE Trans, Industry App. Syst., Vol. IA- 22, No. 3, pp , May/June [7] Kent C. Jaffa, John B. Stewart, Magnetic Field Induction from Overhead Transmission and Distribution Power Lines and Buried Irrigation Pipelines, 1981, IEEE Trans. Power App. Syst., Vol. PAS-1, no. 33, pp , March 1981.

12 Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : Kecepatan Korosi Oleh 3 Bahan Oksidan Pada Plat Besi Zul Bahrum Caniago Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu, Indonesia Diterima 25 Juni 26: disetujui 1 Juli 26 Abstrak - Telah dilakukan penelitian untuk menentukan kecepatan korosi yang disebabkan oleh tiga bahan oksidan yaitu air, asam dan garam terhadap logam (plat besi). Waktu pengamatan dilakukan secara berselang, yakni t =, 5,1, 15, 2 dan 25 hari. Dengan menggunakan sinar Gamma (γ) yang dihasilkan dari sumber Cobalt (Co-6) yang diradiasikan pada plat logam, kemudian radiasi sinar γ dideteksi oleh tabung Geiger Muller. Intensitas cacahan menunjukkan daya tembus sinar γ semakin tinggi pada logam yang teroksidasi dengan waktu yang lebih lama. Hal ini memberi arti terjadi kerenggangan molekul besi, kerenggangan tersebut akibat proses oksidasi (korosi). Hasil penelitian menunjukkan bahwa daya serap sinar γ dalam material merupakan fungsi eksponensial terhadap waktu. Kecepatan korosi yang didapatkan adalah untuk asam sulfat = -.56 db/hari, garam = -.53 db/hari, dan air = -.47 db/hari. Kata Kunci: Korosi; Oksidan; Sinar γ 1. Pendahuluan Secara teoritis ilmu tentang nuklir, relatif tidak mengalami perkembangan seperti ilmu pengetahuan yang lain, karena masih banyak fenomena nuklir yang belum dapat dijelaskan secara tuntas. Namun dari segi pemanfaatan, teknologi nuklir telah banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang, misalnya kedokteran, bidang rekayasa dan konstruksi, material. Pada bidang konstruksi bangunan, teknologi nuklir dimanfatkan misalnya, untuk memantau keretakan pada bangunan dan kecepatan korosi pada logam. Korosi atau oksidasi dapat menyebabkan turunnya kualitas dan kekuatan dari suatu bahan. Untuk menghindari kerugian yang lebih besar, perlu tindakan preventif dengan cara mengawasi proses korosi secara dini. Pengawasan korosi dapat digunakan radiasi sinar γ, yakni dengan menyinari bahan yang mengalami korosi dengan Sinar γ, kemudian akan dapat diketahui tingkat atau kelajuan proses korosi pada bahan yang diawasi tersebut untuk selanjutnya dapat diprediksi tingkat kerusakan [4]. Logam adalah bahan yang banyak digunakan untuk berbagai keperluan. Dalam udara terbuka logam mudah teroksidasi yang menimbulkan korosi/ karat, sehingga dapat menurunkan kualitas dan kekuatannya. Kecepatan korosi pada suatu bahan, dipengaruhi oleh kelembaban udara dan kadar garam atau asam, sehingga daerah pinggir pantai memiliki peluang yang sangat besar terjadinya korosi. Korosi terjadi dimulai dari permukaan logam yang terbuka dan menyebar ke bagian lain sesuai dengan fungsi waktu. Bagian yang terkena korosi mengalami perubahan susunan molekul karena terjadinya ikatan kimiawi antara atom logam dengan oksigen. Sinar γ dengan sifat gelombang elektromagnetik dan memiliki daya tembus kuat, dapat digunakan untuk mendeteksi tingkat korosi yang terjadi pada logam, yakni dengan teknik penyinaran pada bagian yang terkena korosi. Pada bagian logam yang terkena korosi akan terjadi perubahan kerapatan logam, sehingga terjadi perubahan daya serap antara yang terkena korosi dengan yang tidak terkena korosi. Perbedaan daya serap sinar γ pada bahan yang terkena korosi ini akan memberikan informasi tingkat korosi yang terjadi pada logam [5]. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kecepatan tingkat korosi dari suatu bahan yang disebabkan oleh 3(tiga ) jenis bahan oksidan (garam, udara, asam). Penelitian ini dimaksudkan untuk memberikan

13 Zul Bahrum Caniago, Jurnal Gradien Vol. 2 No.2 Juli 26 : kontribusi kepada Iptek dalam salah satu pemanfaatan teknologi nuklir. Sedangkan manfaat, dapat ditunjukan manfaat sinar γ untuk mengukur tingkat korosi logam secara dini untuk diambil tindakan yang diperlukan untuk mengatasi kerugian yang lebih besar pada suatu sistem kontuksi besi Sifat Fisika Sinar γ. Sinar γ adalah radiasi elektomagnetik dengan daya tembus tinggi dengan panjang gelombang cm. Sinar γ dipancarkan dari inti atom yang tidak stabil (radioaktif) atau pada inti dalam keadaan tereksitasi (excited state), kemudian sinar γ terpancar ke keadaan dasar dengan jalan memancarkan radiasi elektromagnetik yang disebut sebagai Sinar γ. Dengan kata lain, jika suatu inti berada dalam keadaan tereksitasi namun karena ketakstabilan dari keadaan tereksitasi, inti tersebut akan berpinduh ke keadaan stabil, inti tersebut akan memancarkan sinar γ. Sinar γ sama seperti radiasi sinar elektromagnetik lainnya biasa dipandang sebagai paket-paket energi yang disebut foton (γ). Massa dan muatan suatu inti yang memancarkan sinar γ tidak berubah. Sinar γ ini memiliki energi yang sama dengan selisih antara tingkat-tingkat energi tersebut. Sebagai contoh tinjau peluruhan 6 Co 27 menjadi 6 Ni 28 melalui emisi partikel beta. 6 6 Co 27 Ni28 + β + Dimana (neutrino) adalah zarah elementer yang mempunyai massa hampir sama dengan nol dan tidak bennuatan listrik sehingga sangat sukar dibuktikan keberadaannya. 6 Ni 28 yang dalam keadaan teruja ini mempunyai energi sebesar 2,557 Mev. Dia akan meluruh dengan memancarkan dua sinar γ. Proses pancaran inti dari keadaan teruja ke keadaan dasar disebut proses deexitasi. Deeksitasi suatu anak luruh memiliki energi yang merupakan selisih antara tingkat teruja dan tingkat dasar Interaksi Sinar γ Dengan Materi Seperti halnya atom, maka sebuah inti dapat berada dalam kedaan ikat yang energinya lebih tinggi daripada keadaan dasar. Jika inti yang tereksitasi ini kembali ke keadaan dasar, maka inti tersebut akan memancarkan sinar γ. Sinar γ ini memiliki energi yang bersesuaian dengan perbedaan energi antara berbagai keadaan awal dan keadaan akhir dalam transisi yang bersangkutan. Dengan kata lain sinar γ ini memiliki energi yang sama dengan selisih antara tingkat-tingkat energi tersebut. Sinar γ merupakan sinar elektromagnetik, tidak bermassa dan tidak bermuatan. Kondisi inilah yang menyebabkan sinar γ memiliki daya tembus material yang cukup tinggi atau memiliki daya ionisasi yang kecil Penyerapan Sinar γ [1] Tiga cara utama Sinar-X atau Sinar γ dapat kehilangan energinya ketika melewati materi, yaitu Efek fotolistrik, Hamburan compton, dan Produksi pasangan. Efek Fotolistrik [1]- Yaitu gejala terlepasnya electron logam akibat logam tersebut dijatuhi radiasi elektromagnetik. Elektron dapat terlepas dari logam karena ia menyerap energi dari radiasi tersebut. Besamya energi kinetik elektron yang terlepas E = hf k hf o E k = hf W Dimana W sering disebut fungsi kerja atau energi ambang. Gambar 1. Skema pancaran γ dari peluruhan [1][3] Hamburan Compton [1] - Gejala Compton adalah gejala dimana sinar-x atau sinar γ yang menumbuk electron dihamburkan dengan panjang gelombang yang lebih besar. Menurut teori kuantum cahaya, foton berlaku sebagai partikel, hanya proton tidak memiliki massa diam. Foton sinar γ menumbuk electron yang mula-mula diam terhadap sistem koordinat dan

14 163 Zul Bahrum Caniago, Jurnal Gradien Vol. 2 No.2 Juli 26 : kemudian mengalami hamburan dari arahnya semula, sedangkan elektronnya menerima impulse dan mulai bergerak. Dalam tumbukan ini foton dapat dipandang sebagai partikel yang kehilangan sejumlah energi kinetik K yang diterima oleh electron, walaupun sebenamya kita mengamati dua foton yang berbeda. Jika foton semula mempunyai frekuensi δ, maka foton terhambur mempunyai frekuensi yang lebih rendah δ' sehingga terjadi kehilangan energi sebesar K = hδ hδ ' Produksi Pasangan [1] - Ketika foton melewati dekat inti dimungkinkan terjadinya electron dan positron (elektron bermuatan positif), dimana jumlahan keduanya menghasilkan muatan yaitu nol. Dalam semua kasus baik efek fotolistrik, efek Compton dan produksi pasangan energi foton ditransfer pada electron yang diikuti dengan kehilangan energi terutama disebabkan oleh proses oksidasi atau ionisasi. Pada energi foton rendah efek fotolistrik merupakan mekanisme utama dari. kehilangan energi. Pentingnya efek fotolistrik dengan bertambahnya energi diganti dengan hamburan Compton, lebih besar nomor atomic penyerapannya lebih tinggi pula energi ketika efek fotolistrik memegang peranan penting. Dalam unsur ringan hamburan Compton berperan utama pada energi foton, beberapa puluh KeV, sedangkan pada unsur berat peran utama pada energi hampir 1 MeV. Produksi pasangan peluangnya meningkat lebih besar energinya dari energi ambang 1,2 MeV, lebih besar nomor atomik penyerapannya. Intensitas I dari berkas sinar γ dari laju transpor energi per satuan luas penampang dari berkas itu. Energi fraksional yang hilang dari berkas ketika melalui penyerapan setebal dx adalah : di = µ dx I Konstanta pembanding µ disebut koefisien Alennasi linier dan harganya bergantung dari energi foton dan sifat material penyerap. Integrasi persamaan itu adalah µ x I = I e Jadi Intensitas radiasi menurun secara eksponensial terhadap tebal penyerap. Hubungan antara tebal penyerap x dengan rasio Io/I adalah I ln = I x µ 1.4. Proses pengkorosian pada plat Besi Pada proses pengkorosian besi, penyebab utamanya adalah terjadi reduksi oksigen pada molekul asam oleh molekul logam. Mekanisme korosi lebih lanjut dapat dijelaskan sebagai berikut : Pada permukaan logam yang bersentuhan langsung dengan oksidan dapat dipandang sebagai anoda, pada bagian ini terjadi reaksi: Fe( s) 2 Fe( + aq ) + 2e Elektron yang dihasilkan melakukan pertukaran dengan oksigen, atau mengalami reduksi : + O2( g) + 4H( aq ) + 4e 2H2O( l) Dari proses reaksi di atas, ion H + berperan sebagai pereduksi oksigen. Makin besar kosentrasi H + (makin asam) reaksi berlangsung semakin cepat. Sebaliknya makin kecil kosentrasi ion H + (makin basa) reaksi berlangsung semakin lambat. Besi tidak terkorosi pada ph > 9. Ion Fe 2+ yang terbentuk pada anoda mengalami oksidasi berlanjut membentuk Fe 3+ yang selanjutnya membentuk senyawa oksidasi terhidrasi, Fe 2 3 x H 2 O, yang disebut sebagai korosi besi. 2+ 4Fe ( aq) + O2( g) + 4H2O() l + 2Fe 2O3x H2O( s) + 8H( aq) Katoda adalah bagian yang mendapat banyak suplai oksigen, sehingga korosi terjadi pada bagian ini. Pada proses pengkorosian besi bisa dilakukan secara alamiah atau secara buatan. Secara alamiah, bila oksigen yang terdapat dalam udara dapat bersentuhan dengan permukaan logam besi yang lembab, kemungkinan terjadinya korosi lebih besar. Korosi terutama terjadi pada bagian sel yang kekurangan oksigen. Gejala ini dapat dijelaskan berdasarkan reaksi-reaksi pada permukaan katoda yang memerlukan elektron. Reaksi katoda hanya dapat terjadi bila ada oksigen, dapat dilihat, seperti dibawah ini: 2( H O) + O + 4e 4( OH) 2 2 (Pembentukan Hidroksil) Disamping itu dari reaksi katoda ini memerlukan elektron dan logam daerah disekitarnya yang kurang oksigen harus menyerahkan elektron-elektronya. Jadi dapat dsimpulkan bahwa daerah yang kurang oksigennya menjadi anoda. Set oksidasi akan mempercepat korosi didaerah dimana konsentrasi

15 Zul Bahrum Caniago, Jurnal Gradien Vol. 2 No.2 Juli 26 : oksigen lebih rendah. Besi mempunyai potensial elektroda φ sebesar -,44 volt. Agar terjadi rekasi anoda: 3 + ( OH) Fe Fe + 3e (Reaksi anoda) Hal ini disebabkan karena Fe harus melepaskan ketiga elektronnya agar berlangsung reaksi katoda sehingga terjadi ion Fe 3+. Bila kita lakukan reaksi: 6H + 3O + 2e 12( OH) (Reaksi katoda) 2 2 Sehingga akan terjadi kesetaraan reaksi sebagai berikut: 3+ 4Fe + 6H2 + 3O2 + 12e 4Fe + 12( OH) + 12e 4Fe + 6H 2 + 3O 2 4Fe( OH) 3 Bila reaksi terjadi dalam aair yang diperkaya dengan oksigen akan didapat hasil korosi yang tidak larut dalam air dan akan mengendap yang selanjutnya disebut karat. 2. Metode Penelitian sesudah melewati sampel (I) kemudian mengihtung daya serapnya masing-masing. Untuk menentukan daya serap (A) adalah I A = log (1) I I adalah Intensitas sinar γ setelah melewati bahan (cacah/menit) dan Io adalah Intensitas sinar γ sebelum bahan terkorosi (cacah/menit) Kecepatan korosi adalah: d I v = log dt I 3. Hasil Dan Pembahasan (2) Hasil pengukuran rata-rata intensitas sinar γ yang melewati plat besi pada berbagai medium korosi dengan 3 jenis oksidan ditunjukkan pada tabel 1. Tabel 1. Intensitas sinar γ yang melewati plat Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Fisika Eksperimen Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Dalam penelitian ini digunakan metode eksperimen, bahan yang digunakan adalah plat besi. Plat besi tersebut dipotong dengan ukuran yang sama. Kemudian dikorosikan pada media korosi (oksidan) yaitu air (H 2 O), asam sulfat (H 2 S 4 ), dan air garam (NaCl). Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah perangkat alat pendeteksi Tabung Geiger Muller, Sumber radiasi sinar γ (Co-6), dan Digit Counter. Lempengan besi dengan ukuran (2x3 cm, ketebalan 3 mm) diletakkan diatas gelas yang berisi media yang berbeda-beda disusun dalam sebuah kotak kayu yang terlebih dahulu dibasahi dengan oksidan. Sebagai sampel pengontrol adalah logam yang bebas korosi, yang diukur intsnsitas sinar γ sebelum dan sesudah melewati sampel dan dihitung daya serap sinar γ pada plat besi tersebut dinyatakan sebagai data Ao. Sedangkan sampel uji, digunakan plat besi yang telah mengalami korosi dengan waktu pengoksidasian yang berbeda, yaitu: ± 5 hari, 1 hari, 15 hari, 2 hari, dan 25 hari. Data yang diambil sama dengan data pada sampel kontrol yaitu intensitas sinar γ sebelum (I o ) dan Hasil penelitian menunjukkan bahwa korosi terbesar terjadi pada plat besi dengan oksidan asam sulfat (H 2 SO 4 ) dan terkecil terjadi dengan oksidan air(h 2 O) Dari tabel 1, untuk oksidan H 2 O, nilai rata-rata intensitas meningkat dari 278,8 (waktu korosi 5 hari) menjadi 293,9 (waktu korosi 25 hari). Sedangkan oksidan dengan larutan NaCl, nilai rata-rata intensitasnya meningkat dari 281,1 (waktu korosi 5 hari) menjadi 295,1 (waktu korosi 25 hari). Demikian untuk oksidan H2S4, peningkatan nilai rata-rata intensitas dimulai dari 286,8 (waktu korosi 5 hari) dan berakhir 3.7 (wakt korosi 25 hari). Peningkatan instensitas sinar γ yang menembus pada bahan bersesuaian dengan semakin lamanya waktu oksidasi, dengan demikian oksidasi meyebabkan kerenggangan molekul besi sehingga sinar γ berpeluang lolos. Perbandingan karakteristik bahan (hubungan Intensitas dengan lama korosi) yang mengalami korosi dengan 3

16 165 Zul Bahrum Caniago, Jurnal Gradien Vol. 2 No.2 Juli 26 : jenis oksidan dapat dilihat pada gambar 2 berikut : Dari kurva yang diperlihatkan pada gambar 3, maka diperoleh linearisasi daya serap sebagai berikut : H 2 O = -.56 t NaCl = -.53 t H 2 SO 4 = -.47 t Dengan menggunakan persamaan (2) maka diperoleh kecepatan korosi v sebagai berikut : Asam sulfat = -.56 db/hari Garam = -.53 db/hari Air = -.47 db/hari Gambar 2. Karakteristik bahan yang mengalami korosi 4. Kesimpulan Dari gambar 1 terlihat bahwa semakin lama besi terkorosi maka intensitas sinar γ yang melewati plat besi mengalami kenaikan. Dampaknya adalah intensitas sinar γ yang diserap oleh plat besi mengalami penurunan yang bersesuaian dengan lama proses korosi yang dialami. Semakin tinggi intensitas sinar γ yang melewati plat besi, maka semakin kecil intensitas yang diserap oleh plat besi. Hasil penyerapan intensitas sinar γ (A) oleh plat besi di tunjukan pada tabel 2. Dan grafik daya serap dilihatkan oleh gambar 3. Tabel 2. Daya Serap Besi mengalami korosi terbesar (kecepatan tingkat korosinya paling besar) berturut-turut dengan oksidan H 2 S 4 kecepatan korosi rata-rata,198 db/hari, NaCI kecepatan korosi rata-ratanya,165 db/hari dan HzO kecepatan kurosi rata-ratanya,157 db/hari. Intensitas sinar γ paling banyak melewati plat besi dengan oksidan H 2 S 4 dengan interval 286,8 sampai 3,7. Plat besi yang mengalami korosi mudah ditembus oleh sinar γ dengan arti lain daya serap rendah. Plat besi yang tingkat korosinya kecil mampu menyerap intensitas sinar γ dengan cepat Penentuan kualitas material logam dapat dilakukan dengan menembakkan sinar γ pada logam itu, bila intensitas sinar γ banyak melewati logam (sedikit yang diserap oleh logam) maka dapat diartikan kualitas logam relatif rendah. Maka disarankan untuk menguji kualitas material bangunan dapat memanfaatkan sinar γ yang ditembakan pada material tersebut. Daftar Pustaka Gambar 3. Daya serap [1] Arthur Beiser The Houw Liong, Concepts Of Modern Physics, 1981, MC Graw-Hill, INC. [2] Kenneth S. Krane, Modern Physics, 1992, Department Of Physics, Oregon State University. [3] Kenneth S. Krane, Introductory Nuclear Physics, 1988, Oregen State University.

17 Zul Bahrum Caniago, Jurnal Gradien Vol. 2 No.2 Juli 26 : [4] Lawrenceh. Van Vlack, Elements Of Materials Science and engineering, 1985, University Of Michigan, USA. [5] M. Ridwan, M.Sc, Ph. D, dkk, Pengantar Ilmu Pengetahuan dan teknologi nuklir, 1978, Jakarta.

18 Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : Hubungan Aktivitas Gempa Tektonik Daerah Subduction Indo-Australia Eurasia Segmen Enggano Tahun 2 Dengan Aktivitas Gempa Vulkanik Gunungapi Kaba Dan Dempo Refrizon dan Suwarsono Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu, Indonesia Diterima 27 Juni; disetujui 1 Juli 26 Abstrak - Telah dilakukan penelitian mengenai hubungan antara aktivitas tektonik Segmen Enggano dengan aktivitas vulkanik Gunungapi Kaba dan Dempo Sumatera Selatan. Penelitian ini dilakukan dengan mengumpulkan data aktivitas gempa yang berpusat di sekitar Segmen Enggano, aktivitas vulkanik Gunungapi Kaba dan Gunungapi Dempo sepanjang tahun 2. Berdasarkan data itu dicoba melihat hubungan beserta pola hubungan tersebut. Aktivitas tektonik Segmen Enggano, aktivitas vulakanik Gunungapi Kaba dan Dempo memiliki kemiripan. Puncak aktivitas Gunungapi Kaba terjadi sekitar dua bulan setelah puncak aktivitas Segmen Enggano dan aktivitas vulkanik Kaba terpengaruh oleh aktivitas tektonik Segmen Enggano. Sedangkan pola aktivitas Gunungapi Dempo juga mengikuti pola aktivitas lempeng tektonik Segmen Enggano, puncak aktivitasnya terjadi tiga bulan setelah puncak aktivitas Segmen Enggano, tetapi ada segmen selain Enggano yang mempengaruhi aktivitas Gunungapi Dempo. Kata Kunci : Gempa Tektonik; Subduction; Vulkanik 1. Pendahuluan Pengamatan di lapangan setelah gempa tektonik besar di Bengkulu pada tanggal 4 Juni 2 di Gunungapi Kaba juga terjadi gempa vulkanik yang meningkat secara siknifikan dibandingkan waktu-waktu sebelumnya. Secara teoritis peningkatan dan penurunan gempa vulkanik akan berasosiasi dengan aktifitas pergerakan lempeng sehingga akan mengikuti fluktuasi terjadinya gempa tektonik. Pada saat aktivitas tektonik terjadi peningkatan selama 3 bulan dari Juni, Juli hingga Agustus 2, aktivitas vulkanik juga meningkat tajam pada bulan-bulan itu, bahkan letusan sempat terjadi pada bulan tersebut. Bengkulu terletak diantara dua jalur sumber gempa tektonik yaitu di sepanjang subduction antara lempeng Indo-Australia dan lempeng Eurasia di Samudra Hindia, sedangkan sumber gempa di daratan terletak sepanjang sesar Sumatera. Sehingga Bengkulu termasuk daerah yang diapit oleh dua jalur sumber gempa tektonik yang sangat berbahaya. Dari data stasiun pengamatan gempa wilayah II Kepahiyang Bengkulu menunjukkan bahwa jumlah gempa berbahaya sejak tahu 1963 sampai dengan 2 dengan magnitudo antara 4 sampai 7 skala Richter tercatat lebih dari kali. Kenyataan menunjukkan bahwa frekuensi dan kekuatan gempa tektonik menurun setelah tiga bulan, di samping itu aktivitas gempa vulkanik di Gunungapi Kaba menunjukkan penurunan juga. Sehingga diperkirakan aktivitas gempa vulkanik Kaba di Curup berhubungan erat dengan aktivitas tektonik di daerah subduction Samudra Hindia. Jika pola hubungan kedua aktivitas tersebut dapat ditemukan, maka akan dapat dipakai sebagai salah satu cara antisipasi penentuan aktivitas vukanik Kaba, untuk membantu perencanaan mitigasi bencana di masa datang. Atau sebaliknya dengan mengetahui peningkatan aktivitas Kaba akan dapat diramalkan kemungkinan adanya tanda-tanda akan terjadi gempa tektonik yang besar di daerah subduction Samudra Hindia. Penelitian ini merupakan awal dari berbagai kemungkinan untuk dapat mendeteksi lebih dini akan adanya gempa tektonik di daerah subduction ini. Fakta yang ada setelah gempa tektonik besar 4 Juni 2 di segmen Enggano, beberapa hari kemudian, aktivitas Gunungapi Kaba dan Dempo mengalami

19 Refrizon, Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 26 : peningkatan yang sangat tajam. Menurut teori plat tektonik memang aktivitas subduction Indo Australia dan Eurasia berubungan dengan deretan gunung berapi di Sumatera secara keseluruhan. Apakah terdapat hubungan langsung antara aktivitas tektonik segmen Enggano dengan aktivitas vulkanik Gunungapi Kaba dan aktivitas Gunungapi Dempo? Jika terdapat hubungan langsung bagaimana bentuk (pola) hubungan tersebut dan mungkinkah Gunungapi Kaba dan Dempo akan meletus dapat diramalkan dengan dasar aktivitas gempa tektonik di daerah subduction segmen Engano atau sebaliknya aktivitas kedua gunungapi tersebut untuk meramalkan gempa tektonik di Bengkulu. Selama ratusan tahun yang lalu Bengkulu pernah mengalami gempa-gempa besar seperti yang pernah terjadi pada tengah malam 4 Juni 2 dengan kekuatan 7,3 skala Riechter. Gempa bumi tersebut telah menimbulkan korban jiwa meninggal lebih dari 9 orang, luka berat 83 orang, luka ringan orang, bangunan rusak total 1.836, rusak berat 1.46, rusak ringan [1]. Dampak adanya gempa bumi tergantung dari besarnya gempa, kondisi tanah, atau batuannya, struktur geologi serta kondisi infra struktur yang ada. Penyebab korban jiwa yang terbesar karena tertimpa bangunan, saat gempa pertama terjadi dan beberapa korban akibat gempa susulan. Hasil penelitian tim Departemen Pekerjaan Umum menunjukkan kerusakan pada bangunan-bangunan memiliki jenis kerusakan yang tipikal [5] Bengkulu merupakan daerah yang diapit oleh dua jalur sumber gempa yaitu jalur subducton di samudra Hindia dan jalur sesar Sumatra di sepanjang bukit barisan. Dari hasil penelitian [6] menunjukkan bahwa: (1) pola gempa bumi tektonik yang sama terjadi setiap 9 1 tahun sekali (2) frekuensi gempa bumi tektonik di Bengkulu dari tahun cenderung meningkat (3) Gempa bumi Bengkulu dengan magnitudo 4 sampai dengan 7 skala Richter dari tahun mencapai kali. Sehingga dapat dipastikan bahwa daerah Bengkulu masih akan memiliki frekuensi gempa yang cukup tinggi, yang memerlukan penelitian-penelitian untuk perencanaan mitigasinya. Gempa bumi tektonik adalah gempa yang disebabkan oleh terlepasnya energi regangan elastik [2]. Sedangkan menurut teori elastic rebound bahwa di dalam kulit bumi senantiasa ada aktivitas geologis yang mengakibatkan pergerakan relatif satu massa batuan di dalam batuan yang lain di dalam kulit bumi. Batuanbatuan ini berifat elastik dan dapat menimbun regangan bilamana ditekan atau ditarik oleh gaya-gaya tektonik. Ketika tegangan yang terjadi pada batuan melampaui kekuatannya, batuan tersebut akan hancur pada daerah patahan dan melepaskan sebagian atau seluruh tegangan untuk kembali ke keadaan semula. Hancurnya batuan di dalam kulit bumi akan disertai dengan pemancaran gelombang-gelombang gempa ke segala arah, kadang-kadang sampai ke tempat yang jauh tergantung pada banyaknya energi yang terlepas. Menurut [2] gempa bumi tektonik hanya terjadi apabila (1) terjadi penimbunan regangan secara perlahan-lahan pada batuan-batuan di dalam bumi, (2) batuan-batuan di dalam bumi harus dapat menimbun regangan hingga mencapai satu besaran kira-kira erg., sebagai perbandingan bom atom Hirosima mempunyai energi sebesar 8 x 1 2 erg. Magnitude gempa adalah besaran yang berhubungan dengan kekuatan gempa di sumbernya. Gempa dengan magnitude besar belum tentu merusak kalau sumbernya sangat dalam apalagi kalau jaraknya juga sangat jauh. Pengukuran magnitude yang dilakukan di tempat yang berbeda, harus menghasilkan harga yang sama walaupun gempa yang dirasakan di tempat-tempat tersebut tentu berbeda. Pada umumnya magnitude diukur berdasarkan amplitudo dan periode fase gelombang tertentu. Rumus untuk menentukan magnitude gempa yang umum dipakai pada saat ini adalah: a M = log + f (, h) + C S + C (1) R T dengan M adalah magnitude, a adalah amplitudo gerakan tanah (dalam mikron), T adalah perido gelombang, adalah jarak episenter, h adalah kedalaman gempa, C S adalah koreksi stasiun oleh struktur lokal (sama dengan nol untuk kondisi tertentu), dan C R adalah koreksi regional yang berbeda untuk setiap daerah gempa.