Dr. Eng. Ir. Muhammad Kozin, M.Sc.
Peneliti di Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN)
Ketua Umum Indonesian Corrosion Association (INDOCOR)
Ketua Pimpinan Pusat Ikatan Sarjana Nahdlatul Ulama (ISNU)
Menjelang perayaan Natal, 58 tahun yang lalu, sebuah peristiwa yang menggemparkan terjadi di Amerika Serikat. Sore itu, tanggal 15 Desember 1967, Silver Bridge, sebuah jembatan gantung yang terbentang di atas Sungai Ohio, yang memisahkan negara bagian West Virginia dan Ohio, Amerika Serikat secara tiba-tiba runtuh. Jembatan megah yang dibangun pada tahun 1928 dengan desain yang inovatif pada saat itu menggunakan struktur eyebars dari baja berkekuatan tinggi, bukan menggunakan kabel pilin seperti jembatan gantung pada umumnya. Dalam waktu yang singkat, jembatan sepanjang ratusan meter itu runtuh seketika, menghanyutkan 31 kendaraan dan puluhan orang ke dalam sungai serta menewaskan 46 orang.
Hasil investigasi yang dilakukan oleh lembaga Federal Amerika Serikat menyimpulkan bahwa penyebab runtuhnya Silver Bridge bukan karena gempa bumi atau ditabrak kapal. Penyebabnya adalah sebuah retakan mikroskopis pada sambungan eyebars. Retakan ini disebabkan oleh fenomena yang dikenal dengan istilah retak korosi tegangan (stress corrosion cracking) dan korosi sumuran (pitting corrosion). Korosi yang tersembunyi di dalam sambungan baja, ditambah beban lalu lintas dan suhu dingin menjadi pemicu terjadinya bencana tersebut. Peristiwa ini membuka mata dunia bahwa korosi bukan lagi sekadar masalah karat pada logam tua yang mengganggu dari sudut padang estetika saja, tetapi bisa juga menjadi ancaman yang mematikan.
Korosi sebagai Proses Alamiah
Korosi atau karat pada logam besi/baja sejatinya merupakan proses alamiah. Logam-logam yang diekstraksi dari alam berupa bijih mineral biasanya berada dalam kondisi yang tidak stabil secara termodinamika. Ketika terpapar lingkungan, logam cenderung kembali ke bentuk senyawa yang lebih stabil, seperti oksida. Korosi didefinisikan sebagai penurunan mutu/degradasi material akibat reaksi dengan lingkungannya. Proses ini melibatkan anoda (tempat terjadinya oksidasi logam), katoda (tempat terjadinya reaksi reduksi) dan elektrolit, media penghantar ion (air, tanah, larutan).
Dampak Korosi
Korosi tidak hanya berdampak terhadap keselamatan manusia, tetapi juga berdampak sangat merugikan dari sisi ekonomi. Berdasarkan studi dari National Association of Corrosion Engineers (NACE) – Association for Materials Protection and Performance (AMPP), kerugian ekonomi akibat korosi di seluruh dunia diperkirakan mencapai sekitar USD 2,5 triliun per tahun, atau setara dengan sekitar 3–4% dari Produk Domestik Bruto (PDB/GDP) global. Artinya, dari setiap USD 100 nilai ekonomi yang dihasilkan di dunia, sekitar USD 3–4 hilang hanya untuk menangani dampak korosi.
Di Amerika Serikat, misalnya, biaya langsung akibat korosi diperkirakan mencapai sekitar USD 276 miliar per tahun, yang setara dengan sekitar 3,1% dari PDB nasional. Biaya ini mencakup perbaikan jembatan dan jalan, penggantian pipa air dan gas, perawatan kendaraan dan mesin industri, serta perlindungan struktur bangunan. Negara-negara industri besar lainnya menunjukkan pola serupa, dengan biaya korosi berkisar 3–4% dari PDB masing-masing negara.
Di sektor industri dan manufaktur, korosi menurunkan umur pakai mesin dan peralatan. Akibatnya, perusahaan harus mengeluarkan biaya tambahan untuk perawatan, penggantian suku cadang, dan penghentian sementara proses produksi (downtime). Penghentian sementara proses produksi ini berdampak langsung pada penurunan produksi dan pendapatan. Di sektor energi, khususnya minyak dan gas, dampak ekonominya bahkan lebih besar. Korosi pada pipa, tangki, dan fasilitas lepas pantai menyebabkan biaya perawatan dan perbaikan yang sangat tinggi. Sementara itu, pada sektor infrastruktur publik, korosi mempercepat kerusakan jembatan, pelabuhan, rel kereta api, dan sistem perpipaan baik pipa air maupun gas.
Secara keseluruhan, korosi tidak hanya menimbulkan biaya langsung (perbaikan dan penggantian), tetapi juga biaya tidak langsung seperti berhentinya proses produksi, gangguan distribusi, kecelakaan, kerusakan lingkungan, dan penurunan nilai aset. Menariknya, berbagai studi menunjukkan bahwa dengan penerapan sistem manajemen pencegahan dan pengendalian korosi yang baik, akan ada penghematan sekitar 15–35% dari total biaya korosi, atau setara dengan USD 375–875 miliar per tahun. Hal ini semakin menegaskan bahwa korosi merupakan masalah teknis yang berdampak langsung terhadap sektor ekonomi secara keseluruhan.
Teknik Pengendalian Korosi
Pengendalian korosi merupakan upaya untuk mencegah atau memperlambat kerusakan logam akibat reaksi kimia maupun elektrokimia dengan lingkungannya. Pengendalian korosi dapat dilakukan sejak awal melalui pemilihan material yang tepat. Beberapa logam dan paduan, seperti baja tahan karat atau aluminium, memiliki ketahanan korosi yang lebih baik karena mampu membentuk lapisan pelindung alami di permukaannya. Dengan memilih material yang sesuai dengan lingkungan kerja, poteni korosi dapat dikurangi sejak awal.
Disamping pemilihan material yang tepat, desain teknik yang baik akan sangat membantu dalam pencegahan korosi. Desain yang menghindari celah sempit, genangan air, serta kontak langsung antara logam yang berbeda dapat mengurangi kemungkinan terjadinya korosi. Dengan demikian, pengendalian korosi bukan hanya dilakukan setelah kerusakan terjadi, tetapi harus dipertimbangkan sejak tahap perencanaan dan desain dari sebuah produk/konstruksi.
Salah satu teknik yang paling umum digunakan untuk mencegah korosi adalah dengan teknik pelapisan (coating) terhadap permukaan logam. Logam yang akan dilindungi dilapisi dengan bahan tertentu seperti cat atau lapisan logam lain agar permukaan logam tidak bersentuhan langsung dengan udara, air, atau zat kimia yang bersifat korosif. Selama lapisan ini tetap utuh, proses korosi dapat ditekan secara signifikan.
Selain teknik pelapisan, proteksi katodik juga banyak diterapkan, terutama pada struktur logam yang berada di dalam tanah atau air laut. Teknik ini bekerja dengan menjadikan logam yang dilindungi sebagai katoda dalam suatu sistem elektrokimia, sehingga logam tersebut tidak mengalami oksidasi. Biasanya digunakan logam lain yang lebih reaktif digunakan sebagai anoda korban, yang akan terkorosi terlebih dahulu demi melindungi logam utama.
Teknik lain yang juga biasa digunakan adalah proteksi anodik, yaitu dengan mengatur potensial listrik logam agar berada pada kondisi pasif. Dalam kondisi ini, permukaan logam membentuk lapisan oksida tipis yang stabil dan mampu menghambat korosi lebih lanjut. Metode ini efektif untuk lingkungan tertentu, seperti baja karbon dalam larutan asam kuat, meskipun sistem proteksi ini relatif lebih rumit dan mahal.
Selain itu, inhibitor korosi sering ditambahkan ke dalam fluida atau lingkungan tertentu. Inhibitor ini adalah zat kimia yang bekerja dengan memperlambat reaksi korosi, misalnya dengan membentuk lapisan pelindung tipis pada permukaan logam atau menghambat reaksi elektrokimia yang terjadi.
Pengendalian kondisi lingkungan juga berperan penting. Faktor-faktor seperti kelembapan tinggi, kadar oksigen, garam, dan tingkat keasaman sangat memengaruhi laju korosi. Dengan mengontrol kondisi tersebut, misalnya dengan menurunkan kelembapan atau menyesuaikan pH, proses korosi dapat ditekan.
Riset dan Inovasi dalam Pengendalian Korosi
Beberapa riset dan inovasi telah dan sedang dikembangkan oleh peneliti-peneliti di Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) dalam rangka pengendalian korosi. Salah satu teknik yang dikembangkan adalah dengan teknik Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) atau Micro-Arc Oxidation (MAO). Pada dasarnya, PEO/MAO adalah proses elektrolisis dengan menggunakan larutan elektrolit dan listrik bertegangan tinggi yang memicu timbulnya sejumlah percikan plasma dalam air karena adanya fenomena dielectric breakdown dan membentuk lapisan oksida tipis sebagai penghalang korosi yang tumbuh di permukaan logam (biasanya logam non-ferrous). Metode lain yang juga dikembangkan adalah dengan teknik Electrophoretic Deposition (EPD) yaitu teknik pelapisan yang memanfaatkan medan listrik untuk mendepositkan/mengendapkan partikel bermuatan dari suspensi ke permukaan logam dan juga teknik Electrochemical Deposition (ECD) yaitu teknik pelapisan logam yang memanfaatkan arus listrik untuk mendepositkan/mengendapkan ion logam pelapis ke atas permukaan logam yang ingin dilindungi.
Teknik pelapisan lain yang juga dikembangkan adalah dengan High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) yaitu teknik pelapisan termal (thermal spray) yang menggunakan pembakaran campuran bahan bakar dan oksigen untuk mempercepat partikel serbuk sebagai material pelapis dengan kecepatan yang sangat tinggi, lalu menumbukkannya ke permukaan substrat sehingga terbentuk lapisan pelindung yang padat dan kuat. Beberapa peneliti di BRIN juga mengembangkan Thermal Barrier Coating (TBC) yaitu teknik pelapisan yang dirancang untuk menghambat perpindahan panas dari lingkungan bersuhu tinggi ke material substrat (biasanya logam atau paduan). Disamping untuk perlindungan termal, teknik pelapisan TBC juga meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi dan korosi pada temperatur tinggi (hot corrosion).
Disamping riset pengendalian korosi dengan teknik pelapisan (coating), beberapa peneliti di BRIN juga melakukan riset pengendalian korosi dengan menggunakan inhibitor. Salah satu inovasi yang dilakukan adalah memanfaatkan – bahan aktif alami sebagai inhibitor korosi. Indonesia sebagai negara dengan keanekaragaman hayati yang kaya menyediakan peluang bagi peneliti untuk mengekstrak zat-zat dari tanaman atau material hayati yang memiliki kemampuan menghambat proses korosi misalnya, ekstrak dari kulit buah alpukat, kulit buah kelengkeng, kulit buah naga, daun teh, dauh tembakau, dan daun talas yang memiliki kemampuan untuk mengurangi laju korosi pada logam tertentu.
Beberapa peneliti dari BRIN juga bekerjasama dengan Asosiasi Korosi Indonesia (Indonesian Corrosion Association – INDOCOR) dalam mengembangkan sistem monitoring dan pengendalian korosi berbasis Artificial Intelligence (AI). Disamping itu juga direncanakan akan dilakukan studi Peta Korosi Atmosferik Indonesia. Peta ini bukan sekadar gambar, melainkan basis data yang memuat tingkat agresivitas lingkungan di berbagai wilayah di Indonesia dari pesisir pantai hingga pegunungan. Data ini nantinya bisa menjadi rujukan bagi banyak pihak dalam menentukan spesifikasi logam yang tepat ketika mengembangkan produk ataupun konstruksi di suatu tempat agar tidak over-spec yang berdampak pada pemborosan biaya atau under-spec yang bisa membahayakan manusia. Sementara itu, untuk meningkatkan kompetensi sumber daya manusia di bidang pengendalian korosi, beberapa peneliti dari BRIN juga mengikuti skema sertifikasi profesi sebagai corrosion inspector, coating inspector dan juga cathodic protection yang dilakukan oleh INDOCOR.
Sumber: https://nasional.sindonews.com/read/1661481/18/korosi-ancaman-tersembunyi-di-balik-rusaknya-logam-dan-konstruksi-1767100345