Oleh: Anton Kuswoyo*
*) Peserta PKL tahun 2011 di Pusat Penelitian Fisika, PUSPIPTEK-LIPI Serpong
Bencana gunung merapi beberapa waktu lalu masih menyisakan duka yang mendalam. Kawasan Yogyakarta dan sekitarnya nyaris musnah diterjang lahar panas dan hujan abu vulkanik. Tak terhitung berapa korban dan jumlah kerugian harta benda. Sawah, ladang, hingga binatang ternak musnah oleh ganasnya lahar panas. Hujan abu vulkanik yang berkepanjangan dalam jumlah banyak, menjadi masalah serius. Abu vulkanik, yang dikenal dengan sebutan wedus gembel, bukan sembarang abu layaknya abu biasa. Abu vulkanik mengandung mineral-mineral silika dan kuarsa yang keras dan sangat tajam, jika dilihat dengan menggunakan mikroskop. Abu vulkanik sangat berbahaya bagi kesehaatan, bisa menyebabkan iritasi mata, gangguan pernapasan akut hingga gangguan pada kulit. Pada tanaman pun menyebabkan layu, karena abu vulkanik menutupi stomata daun-daunan, sehingga proses fotosintesis terhambat. Selain itu juga dapat menyebabkan kerusakan pada mesin jet pesawat, jika abu vulkanik meenyelinap masuk ruang pembakaran mesin jet.
Bencana gunung merapi telah berlalu. Kini, yang tersisa hanyalah kesedihan dan duka yang mendalam. Namun bagi seorang fisikawan, fenomena tersebut harus dicari hikmah yang tersembunyi dibaliknya. Allah pasti menyimpan misteri di setiap kejadian di muka bumi. Abu vulkanik, sumber bencana ternyata mengandung mineral yang sangat berharga dan bermanfaat bagi manusia. Kandungan silika pada abu vulkanik, sekitar 60-78 %, bisa dimanfaatkan untuk membuat super beton berkekuatan tinggi (high-strength), melebihi beton pada umumnya. Bagaimana caranya?
Silika (SiO2) maupun Kuarsa (Si) mempunyi sifat keras, dan tajam jika dijadikan dalam ukuran nanometer, mempunyai sifat unggul yang sangat baik untuk bahan campuran dalam pembuatan beton. Beton mempunyai empat komposisi utama, yakni semen, air, agregat halus (pasir) dan agregat kasar (batu koral/kerikil). Agregat berfungsi sebagai bahan pengisi beton, sedangkan campuran semen dan air, yang disebut pasta, berfungsi untuk mengikat agregat agar menjadi satu dalam bentuk padatan (beton). Namun, jika dilihat dari ukuran agregat, maka pada beton terdapat pori-pori yang cukup banyak, sehingga tingkat porositasnya tinggi. Jika porositas ini diisi dengan material berukuran cukup kecil, maka beton akan semakin padat dan kuat. Nanosilika (silika dalam ukuran nanometer), dapat berperan sebagai bahan tambahan (substitusi) untuk membuat super beton berkekuatan tinggi (high-strength). Beton berkekuatan tinggi dengan tingkat porositas rendah sangat cocok diaplikasikan sebagai bantalan rel kereta api, yang selama ini bantalan rel kereta api menggunakan kayu ulin yang semakin langka. Selain itu, super beton juga sangat cocok untuk struktur bangunan lahan rawa, yang selalu tergenang air. Dengan tingkat porositas rendah, air tidak akan masuk dalam struktur beton, sehingga umur beton menjadi lebih panjang/awet.
Proses pembuatan nanosilika sendiri melalui beberapa tahap. Pertama abu vulkanik dibersihkan dari unsur pengotor. setelah mencapai kemurnian silika cukup tinggi, selanjutnya proses penggerusan dengan menggunakan alat Planetary Ballmill selama kurang lebih 30 jam. jika sudah mencapai ukuran dibawah 100 nanometer, maka silika sudah dianggap sebagai nanosilika. nanosilika ini kemudian dijadikan bahan substitusi beton dengan perbandingan tertentu, sehingga keberadaannya mampu menjadi material pengisi pori-pori beton. tidak cukup sampai disitu, super beton masih harus ditambah dengan polymer resin sebagai bahan perekat. sehingga dihasilkan super beton yang benar-benar kuat, berkali-kali lipat dibandingkan beton biasa.
Sebagai fisikawan, setiap kejadian ataupun bencana harus dicari hikmahnya. fenomena alam juga merupakan ayat-ayat Allah yang bisa kit abaca, kita pelajari dan pada akhirnya akan kita temukan kebesaran Sang Pencipta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar