Latest Event Updates

Reaksi Suzuki-Miyaura Cross-Coupling

Posted on

Assalamu ‘alaikum para pembaca di seluruh dunia. Kali ini PPMI Jeddah menghadirkan tulisan yang bertajuk reaksi senyawa kimiawi yang ditulis oleh mahasiswa master di bidang kimia di King Abdulaziz University (KAU), Yudha Prawira Budiman. Selamat membaca!

Salam,

PPMI Jeddah

—————————————————————————————————————————–

Artikel ini sangat penting, terutama bagi para peneliti yang berkecimpung di bidang kimia di abad 21 ini. Dibuat selengkap dan sedetail mungkin dalam pembahasannya. “Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reaction”. Reaksi ini ditemukan oleh kimiawan JepangSuzuki Akira”, seorang peraih Nobel Prize Laureate 2010. Ini adalah sebuah reaksi penggabungan senyawa karbon-karbon (C-C) yang paling tinggi tingkat akurasinya. Pada aplikasinya, reaksi ini sangat bermanfaat dalam dunia sintesis senyawa kimia, seperti yang diterapkan dalam industri obat-obatan.

 

1.  Sejarah singkat Penelitian reaksi “Cross-Coupling”

Pada tahun 1979, penemuan reaksi “cross coupling” dari senyawa organoboron yang melibatkan reaksi transmetalasi paladium (II) halida berlangsung dengan syarat adanya larutan basa. Dalam hasil penelitian tersebut, terbukti bahwa telah terjadi reaksi yang sangat ampuh dalam pembentukan ikatan karbon-karbon selektif,  serta mendukung studi-studi yang ada sebelumnya dalam lingkup reaksi cross-kopling berkenaan organomagnesiums,-zincs,-stannanes, dan silicon (Buckingham 1994). Sekarang ini, telah banyak reagen-reagen organologam mampu mengalami reaksi cross-coupling yang mirip, tapi perhatian baru-baru ini lebih difokuskan pada penggunaan asam organoboron di laboratorium dan industry, karena reagennya sangat cocok dipakai, secara sifat termalnya stabil dan inert terhadap air dan oksigen, sehingga denga demikian perlakuan yang diberikan tidak terlalu membutuhkan kehati-hatian tinggi.

2. Reaksi Cross-Coupling dikatalisis oleh Logam Transisi

Reaksi cross-coupling yang dikatalisis oleh logam transisi untuk membentuk ikatan C-C, C-O, C-N, dan C-S adalah salah satu yang terkuat serta merupakan sintesis organik yang paling baru ditemukan (Spinella 2009)

01

Kompleks logam transisi memiliki banyak aplikasi yang dapat mempengaruhi penyempurnaan teknik dasar dan cocok untuk membentuk ikatan karbon-karbon. Di dalam kompleks yang digunakan ini, keberadaan kompleks paladium mengambil tempat khusus (Beletskaya 2005).

Dalam sejarahnya, reaksi “palladium catalytic coupling” telah menggunakan iodida dan bromida sebagai akseptor organik. (Thomson 2004). Sejak penemuan reaksi “palladium catalytic coupling” dan pengkelasan dari reaksi tersebut, ahli kimia menjadi tertarik untuk menggunakannya pada pembentukan ikatan C-C (Suzuki 1999).

Di antara mereka, Suzuki-Miyaura reaksi cross-coupling yang dikatalisis oleh kompleks Pd adalah cara yang paling ampuh untuk mensintesis biaril dan heterobiaril (Suzuki 2011). Kelas reaksi ini dapat menjadi langkah kunci dalam menengahi sintesis obat-obatan atau produk alami, ligan, polimer dan bahan lanjutan lainnya(Schlummer 2004).

3. Suzuki Cross-Couplling Reaction.

Gambar 1. Reaksi Suzuki Cross-Coupling reaction menggunakan Katalis-PD
Gambar 1. Reaksi Suzuki Cross-Coupling reaction menggunakan Katalis-PD

Di dalam reaksi Suzuki Cross-Couplling terdapat pengkoplingan antara organohalida dengan reagen organoboron (gambar.1). Reagen organoboron biasanya datang dalam bentuk asam boronat atau ester dalam persen kompleks paladium dan basa.

Gambar 2. Contoh Senyawa-senyawa Organoboron.
Gambar 2. Contoh Senyawa-senyawa Organoboron.

Spesies organoboron lain seperti garam trifluoroborate misalnya potassium (piperidin-1-yl)methyltrifluoroborate,[(tertbutylammonium)methyl]trifluoroborate Internal salt and Potassium N-tert-butyl-aminomethyltrifluoroborate juga dapat digunakan dalam reaksi ini (Molander and Canturk 2009).

3.1 Organoboron chemistry in Suzuki cross-coupling reaction.

Boron memiliki elektron valensi 3 dan berada pada Group III pada tabel periodik. Yang berasal dari tiga ikatan kovalen yang kuat dalam senyawa khas seperti boron trifluorida, BF3, asam borat, B(OH3), dan trimethylborane. (CH3)3B adalah contoh dari turunan trialkil aril dan boron yang mengadopsi struktur yang mengandung hanya enam ikatan elektron sekitar atom boron.

Di dalam reaksi Suzuki Cross-Coupling, senyawa organoboron biasanya digunakan untuk membentuk beberapa ikatan karbon-karbon. Hasil untuk reaksi-reaksi ini biasanya sederhana. Selanjutnya, peningkatan metodologi terbaru untuk mengatasi kesulitan menambahkan boron reagen dan hidrokarbon memiliki peranan sangat vital.

Pada tahun 1965, Herbert C. Brown telah menemukan dan melaporkan penggunaan Boron dalam kimia organik dan berhasil menyabet Hadiah Nobel pada tahun 1979, Dia melaporkan reaksi hidroborasi seperti yang ditunjukkan Gambar 3.

Gambar 3 Reaksi pertama dari Reaksi Hidroborasi
Gambar 3 Reaksi pertama dari Reaksi Hidroborasi

Dilengkapi dengan penemuan selanjutnya selanjutnya adalah dengan Akira Suzuki pada tahun 1970, yang meraih Hadiah Nobel pada tahun 2010. Ia mempelajari reaksi dari berbagai jenis senyawa organoboron dengan beberapa elektrofil organik melibatkan halida dan triflates (Suzuki et al. 1979). Dia mengamati bahwa:

  • Senyawa Organoboron secara kimiawi tidak aktif.
  • Atom boron memiliki struktur elektron-π terbuka.
  • Ikatan C-B hampir bersifat kovalen.
  • Bisa dibilang bahwa senyawa organoboron tidak cocok sebagai perantara sintetis.

Dari pengamatannya, ia menemukan bahwa sejumlah katalis Pd-kompleks dan stoikiometri dengan arylhalides. Persamaan pertama diberikan dalam Skema 3.

Gambar 4 The first coupling reaction of organoboron compounds with arylhalides in the   presence of [Pd(PPh3)4].
Gambar 4 The first coupling reaction of organoboron compounds with arylhalides in the presence of [Pd(PPh3)4]. (Suzuki et al. 1979)

4.         Mekanisme dari Reaksi Suzuki Cross-Coupling

Mekanisme dari reaksi Suzuki Cross-Coupling yang diperlihatkan pada Gambar. 5 meliputi:adisi oksidatif dari sebuah elektrofil, biasanya dari organik halida Ar-X, ke pusat logam;

  • adisi oksidatif dari sebuah elektrofil, biasanya dari organik halida Ar-X, ke pusat logam;
  • transmetallation untuk menghasilkan intermediet organologam;
  • eliminasi reductif untuk membentuk produk cross-coupling dan untuk regenerasi katalis aktif.
Gambar 5 Mekanisme dari Reaksi Suzuki Cross-Coupling
Gambar 5 Mekanisme dari Reaksi Suzuki Cross-Coupling. (Amstrong et al. 1989)

4.1       Adisi Oksidatif

Dalam Reaksi Cross-Coupling Suzuki-Miyaura, adisi oksidatif dari sumber elektrofilik (Ar-X atau R-X, X=I, Br, Cl) terhadap Pd(0) merupakan reaksi tahap awal.  Sejumlah besar studi mekanisme reaksi adisi oksidatif telah dilakukan halida aril (C (sp2)-X elektrofil). Penambahan oksidatif C (sp3)-X elektrofil ke Pd (0) kompleks biasanya terjadi proses assosiasi oleh reaksi SN2. Anion tersebut kemudian ditambahkan ke logam untuk memperoleh produk. (Meijere and Diederich 2004).

4.2       Transmetalasi dari Reaksi Suzuki

Transmetallation didefinisikan sebagai transfer jika gugus organik pada senyawa organoboron ditransfer ke spesies organopalladium(II)halida. Hal ini dapat terjadi melalui dua koridor yang berbeda seperti pada (Gambar 6) membawa diorganopalladium kompleks (Ar-PDII-Ar). Yang kemudian mengalami langkah berikutnya, dalam reaksi Suzuki-Miyaura basa mungkin terlibat dalam lingkup koordinasi baik untuk menggantikan halida dari kompleks paladium atau spesies organoboron. Namun, mekanisme rinci Transmetallation tidak diketahui, karena tergantung pada kondisi organologam dan / atau reaksi (Alrawashdeh 2011).

Transetallation between Ar-Pd-X and Ar'-B(OH)2
Transetallation between Ar-Pd-X and Ar’-B(OH)2

Reagen  borana memiliki nuchleophilicity rendah dibandingkan dengan organostannanes, misalnya, reaksi Suzuki memerlukan penggunaan basa dalam rangka untuk berlangsungnya reaksi. Basa kuat seperti NaOH, TiOH, dan bekerja dengan baik di NaOMe THF / sistem pelarut H2O, sedangkan basa lemah seperti K2CO3 dan K3PO4 biasanya lebih sukses dalam DMF. Basa di terlibat dalam serangkaian langkah-langkah siklus katalitik, terutama pada step transmetalasi (Meijere and Diederich 2004)

4.3       Eliminasi Reduktif

Eliminasi reduktif didefinisikan sebagai penghapusan pasangan organik dari spesies (Ar-PdII-Ar) untuk membentuk ikatan C-C dengan regenerasi katalis (Alrawashdeh 2011).

5.         Katalisis Pd dalam reaksi Suzuki-Miyaura cross-coupling.

Sejumlah ligan baru telah dikembangkan, dirancang dan disintesis untuk menghasilkan efisiensi tinggi dan selektivitas katalis (Meijere and Diederich 2004).

6          Contoh dan penjelasan mekanisme dari Reaksi Suzuki Cross-Coupling.

Gambar 7 Reaksi Suzuki Cross Coupling menggunakan Katalis Palladium
Gambar 7 Reaksi Suzuki Cross Coupling menggunakan Katalis Palladium

6.1       General Mechanism

Gambar 8 Mekanisme Reaksi Suzuki Cross-coupling (Suzuki 1985)
Gambar 8 Mekanisme Reaksi Suzuki Cross-coupling
(Suzuki 1985)

6.2       Analisis dari masing-masing tahapan dalam mekanisme reaksi

6.2.1    Adisi Oksidatif

Gambar 9 Adisi Oksidatif dari Reaksi Suzuki cross-coupling
Gambar 9 Adisi Oksidatif dari Reaksi Suzuki cross-coupling
  • Kereaktifan dari leaving group: I – > OTf – > Br – > Cl –.
  • Adisi oksidatif diawali dengan memberikan kompleks cis yang cepat mengisomerasi ke trans-isomernya (Casado 1998)

6.2.2    Transmetalasi

622

  • Senyawa Organoboron memiliki sifat sangat kovalen, dan tidak mengalami transmetalasi mudah tanpa adanya basa.
  • Peran basa selama transmetalasi belum terselesaikan. Boron “mengambil” kompleks, dibentuk melalui quaternisasi boron dengan basa bermuatan negatif (Matos and Soderquist 1998)

6.2.3    Eliminasi Reduktif

Gambar 11 Eliminasi Reduktif dari Reaksi Suzuki Cross-Coupling
Gambar 11 Eliminasi Reduktif dari Reaksi Suzuki Cross-Coupling
  • Isomerisasi ke kompleks cis diperlukan sebelum reaksi eliminasi reduktif.
  • Harga relatif eliminasi reduktif dari paladium (II) kompleks:  aril-aril> alkil-aril> n-propil-n-propil> etil-etil> metil-metil.

References

Alrawashdeh, A. (2011) From Mono- to Tetraphosphines – A Contribution to the
Development if Improved Palladium Based Catalysts for Suzuki-Miyaura Cross Coupling Reaction, technischen Universität Chemnitz durchgefuhrt.

Armstrong, R. W. Beau, J.-M., Cheon, S. H., Christ, W. J., Fujioka, H., Ham, W.-H., Hawkins, L. D., Sung, H. J., Kang, S. H., Kishi, Y., Martinelli, M. J., MacWhorter, W.W., Mizuno, Jr.,M., Tino, J. A., Ueda, K., Uenishi, J.-i., White, J. B., Yonaga, M. (1989) Total Synthesis of Palytoxin Carboxylic Acid and Palytoxin Amide. J. Am. Chem. Soc. vol: 111, 7530 – 7533.

Baletskaya, I.P. (2005) Transition-metal-catalyzed reactions of carbon-heteriatom bond formation by substitution and addition processes, Pure Appl. Chem., bol. 77: 2012-2027.

Buckingham, J. (1994) Dictionary of Natural Products. University Press, Cambridge, MA.

Casado, A. L. and Espinet, P. (1998) Organometallics. Vol: 17, 954–959.

Matos, K.; Soderquist, J. A. 1998. J. Org. Chem. Vol: 63, 461–470.

Meijere, A. and Diederich, F. (2004) Metal Catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd edition, ILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA, Weinheim.

Miyaura, N.and Suzuki, A. (1979) J. Chem. Soc., Chem. Commun., 866–867.

Miyaura, N. and Suzuki, A. (1995) Chem. Rev. Vol: 95, 2457-2483.

Molander, G.-A. and Canturk, B. (2009) Organotrifluoroborates and monocoordinated palladium complexes as catalysts – A patect cabination for Suzuki-Miyauracoupling, Angew. Chem. Int. Ed., vol. 48: 9240-9261.

Schlummer, B and Scholz, U. (2004) Palladium-catalyzed C-N and C-O coupling – a practical Guide from an industrial vantage point, Adv. Synth. Catal., vol. 346: 1599-1626.

Spinella, S. (2009) Transition Metal Catalysis for Organic Stnthesis, Pd. D. Thesis, Graduate school-bew runswich rutgers, The State University of New Jersey, New Brunswick, New Jersey.

Suzuki, A. (1999) Recent advances in the cross-coupling reactions of organoboron derivates with organic electrophiles 1995-1998 (Review), J. Organomet. Chem., vol. 576: 147.

Suzuki, A. (2011) Cross-Coupling reactions of orgvanoboranes: An easy way to construct C-C bonds, Angew. Chem. Int. Ed., vol. 50: 6723.

Suzuki, A., Yamada, K., Miyaura, N., (1979) A new stereospecific cross-coupling by the palladium-catalyzed reaction of 1-alkenylboranes with 1-alkenyl or 1-alkynil halides, Tetrahedron Letters., vol. 20: 3437 – 3440.

Suzuki, A. (1985) Pure & Appl. Chem., vol. 57: 1749–1758.

Thompson, C. (2004) Metal-Catalyzed cross-coupling reactions: entering the iron age.

Yudha Prawira Budiman Master Student of Chemistry at King Abdul Aziz University,Saudi Arabia
Yudha Prawira Budiman
Master Student of Chemistry at King Abdul Aziz University,Saudi Arabia
Advertisements

MENUJU NEGARA INDONESIA “SUPER POWER” DENGAN OPTIMALISASI SUMBER DAYA KELAUTAN

Posted on Updated on

Assalamu ‘alaikum para pembaca di seluruh dunia. Kali ini PPMI Jeddah menghadirkan tulisan yang bertajuk sumber daya kelautan yang ditulis oleh mahasiswa master di bidang geologi kelautan (marine geology) di King Abdulaziz University (KAU), Satria Antoni. Selamat membaca!

Salam,

PPMI Jeddah

—————————————————————————————————————————–

Sebagai seorang yang concern di bidang Marine Geology, penulis mencoba menguraikan kekayaan laut indonesia yang nilainya MasyaAllah Tabarokallah akan membuat Indonesia menjadi Negara super power melibihi Amerika dan kroni-kroni nya jikalau seandainya dimanfaatkan seoptimal mungkin. Namun sayang seribu kali sayang, sumberdaya laut yang begitu luas itu belum dioptimalkan sebaik mungkin sehingga negeri ini tak kunjung berubah menjadi negara adi daya dan harapan nya akan betul-betul menjadi negara yang berdaulat dan merdeka .

Jika dilihat sepintas, laut adalah hamparan kosong yang tak berarti. Namun, setelah dikaji dengan pelbagai pendekatan, ternyata laut menyimpan sesuatu yang sangat berharga. Dalam laut terdapat aneka ragam potensi, seperti ikan yang tak pernah habis, bahan tambang dan mineral, minyak dan gas, energi yang ditimbulkan dari air pasang surut, tenaga ombak, tenaga angin laut, serta tenaga panas air laut. Semua ini adalah kekayaan yang belum teroptimalkan bagi manusia khususnya Indonesia yang telah dianugerahkan oleh sang pencipta hamparan laut nan begitu luas dan indah.

Dalam al-qur’an, setidaknya terdapat 40 ayat yang secara khusus membicarakan laut, lautan, atau kelautan. Secara garis besarnya, ayat-ayat tersebut menginformasikan bahwa laut adalah sumber daya potensial. Air (laut) dan tanah merupakan dua sumber senyawa makhluk hidup. Komponen biologis manusia misalnya, tak luput dari kedua sumber tersebut.

Penciptaan laut seharusnya disyukuri dengan cara menjaga dan menjadikan sebagai sumber daya yang berguna. Mensyukuri membutuhkan ilmu pengetahuan yang memadahi. Tanpa ilmu pengetahuan yang memadahi, sumber potensi kelautan tidak akan bisa tergali maksimal untuk kemakmuran jagat raya ini.

Kombinasi yang integratif antara wahyu dan sains semakin memberi penguatan kebenaran hakiki atas ciptaan Allah yang tidak ada sedikitpun yang sis-sia. Integrasi sains dan wahyu bagaikan sumbu vertikal-horizontal yang sangat erat yang memiliki jangkauan misi yang komprehensif. Meski terlihat beda, tetapi pada hakikatnya sama, yaitu menyibak rahasia kebenaran Allah melalui penciptaan laut.

Menyadari esensi laut yang begitu besar manfaatnya, maka kemaritiman adalah masalah yang paling sensitif dan perlu dijaga secara kuat. Beberapa tahun yang lalu, Indonesia bersengketa dengan negeri tetangga Malaysia soal batas wilayah teritorial pulau Ambalat. Sebelumnya, Indonesia telah kehilangan pulau Ligitan dan Sipadan pada 12 Desember 2002 lalu atas keputusan Mahkamah Internasional yang di menangkan Malaysia. Jika pertahanan laut tidak dijaga dengan kuat, maka semua orang dapat mengklaimnya, seperti Malaysia.

Tercatat, luas laut Negara Kesatuan Republik Indonesia (NKRI) mencapai 5,8 juta km2. Dengan jumlah pulau sebanyak 18.108 pulau dan panjang pantai 81.000 km, potensi laut dan perikanan Indonesia selama ini memang sangat menggiurkan. Laut Indonesia begitu luas yang terdiri dari Laut Teritorial seluas 0,8 juta km2, Laut Nusantara di antara kepulauan Indonesia seluas 3,2 juta km2, apalagi ditambah dengan Zona Ekonomi eksklusif Inodonesia yang mengacu pada UNCLOS 1982 seluas 2,7 juta km persegi untuk eksplorasi, eksploitasi, dan pengolahan sumber daya hayati dan non hayati.. Jika dikelola secara maksimal, potensi ekonomi laut Indonesia diperkirakan mencapai 1,2 triliun dolar AS per tahun, atau setara dengan 10 kali Anggaran Pendapatan dan Belanja Negara (APBN) 2013.

Secara spesifik, dari sumber pertambangan dan energi, 70 persen minyak dan gas bumi diproduksi di kawasan pesisir dan laut. Dari 60 cekungan yang potensial mengandung migas, 40 terdapat di lepas pantai (Off-shore), 14 di pesisir, serta hanya enam di daratan. Potensi cekungan-cekungan tersebut diperkirakan menghasilkan sebesar 11,3 miliar barel minyak bumi. Sementara gas bumi tercadang sekitar 101,7 triliun kaki kubik.

Tidak hanya itu, Indonesia juga memiliki potensi budi daya rumput laut yang besar. Walau hanya mengusahakan 32.000 ha (kurang lebih 30 persen total potensi), ditaksir dapat memproduksi sekitar 160 juta kg rumput laut kering per tahun, dengan nilai sebesar Rp 1,1 triliun per tahun (harga Rp 7.000/kg). Seandainya diproses menjadi beragam semi-refined products (karaginan, alginat, agar, makanan, minuman) atau refined products (bahan pencampur shampo, coklat, es krim, milk shake, permen, pasta gigi, salep, pelembab, lotion, industri cat, tekstil), nilainya akan berlipat ganda sehingga mencapai multiplier effects bagi pendapatan masyarakat dan penyerapan tenaga kerja. Hal tersebut belum termasuk komoditas lain yang mempunyai harga tinggi dan dibutuhkan pasar domestik, seperti udang, tuna, kerapu, ikan hias, kerang mutiara, teripang.

Pengembangan ekonomi nasional juga membutuhkan dukungan pelabuhan. Sejauh ini, kebanyakan kondisi pelabuhan di Tanah Air kurang kondusif. Selain biaya yang tinggi, pungli marak, juga fasilitas sandar yang sangat minim. Hal itu karena pelabuhan masih dimonopoli PT Pelabuhan Indonesia (Pelindo). Monopoli seharusnya dihilangkan, sehingga pelabuhan-pelabuhan bisa berbenah diri. Saat ini, pelabuhan masih menjadi profit center, tanpa dibarengi peningkatan layanan.

Situasi ini dimanfaatkan Singapura dengan membangun pelabuhan pusat pemindahan (transhipment) kapal-kapal perdagangan internasional. Negara yang luasnya hanya 692.7 km2, dengan penduduk 4,16 juta jiwa itu, kini telah menjadi pusat jasa transportasi laut terbesar di dunia. Bahkan, ekspor barang dan komoditas Indonesia 70 persen melalui ‘Negeri Singa’. Saat ini Malaysia mencoba menyamai Singapura dengan membangun pelabuhan Kelang dan Tanjung Pelepas. Indonesia kembali hanya menjadi penonton.

Faktor terpuruknya perekonomian Indonesia adalah paradigma pembangunan yang lebih berorientasi ke daratan (land-based development). Sementara laut hanya diperlakukan sebagai tempat eksploitasi sumber daya alam (SDA), pembuangan limbah, dan kegiatan ilegal. Untuk itu, diperlukan Maritime Policy untuk mengembalikan perekonomian Indonesia ke titahnya sebagai Negara Kepulauan.

Pemerintah harus segera mengubah paradigma pembangunan, sebab ekonomi maritim menyimpan potensi besar dalam menggerakkan perekonomian nasional. Mulai dari sektor perikanan, pertambangan dan energi, pariwisata bahari, perhubungan laut, sumber daya pulau-pulau kecil, sumber daya non-konvensional, industri sampai dengan jasa maritim.

Apalagi ke depan ekonomi maritim semakin strategis seiring dengan pergeseran pusat ekonomi dunia dari bagian Atlantik ke Asia-Pasifik. Hal ini sudah terlihat, bahwa aktivitas 70 persen perdagangan dunia berlangsung di kawasan Asia-Pasifik. Secara detail 75 persen produk dan komoditas yang diperdagangkan dikirim melalui laut Indonesia dengan nilai sekitar 1.300 triliun dolar AS per tahun.

Konon, menurut sebuah lagu, nenek moyang kita berprofesi sebagai pelaut. Mereka menyadari bahwa laut memiliki potensi yang besar, yaitu ikan, tanaman laut, harta karun, dan masih banyak lagi. Kini kita pun mengetahui bahwa laut mengandung potensi sebagai salah satu sumber energi terbarukan; dan berkat kemajuan teknologi potensi tersebut dapat diwujudkan.

”Nenek moyangku orang pelaut, gemar mengarung luas samud’ra

Menerjang ombak tiada takut, menempuh badai sudah biasa.

Angin bertiup layar terkembang, ombak berdebur di tepi pantai

Pemuda b’rani bangkit sekarang, ke laut kita beramai-ramai”

Energi yang berasal dari laut (ocean energy) dapat dikategorikan menjadi tiga macam:

  1. Energi ombak (wave energy),
  2. Energi pasang surut (tidal energy),
  3. Hasil konversi energi panas laut (ocean thermal energy conversion).

Prinsip sederhana dari pemanfaatan ketiga bentuk energi itu adalah: memakai energi kinetik untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Artikel kali ini ialah bagian terakhir dari 3 artikel yang membahas tentang energi yang dapat dimanfaatkan dari laut. Di bagian ketiga trilogi artikel ini, hasil konversi energi panas laut (ocean thermal energy conversion) akan dibahas.

Energi Panas Laut                                

Ide pemanfaatan energi dari laut yang terakhir bersumber dari adanya perbedaan temperatur di dalam laut. Jika anda pernah berenang di laut dan menyelam ke bawah permukaannya, anda tentu menyadari bahwa semakin dalam di bawah permukaan, airnya akan semakin dingin. Temperatur di permukaan laut lebih hangat karena panas dari sinar matahari diserap sebagian oleh permukaan laut. Tapi di bawah permukaan, temperatur akan turun dengan cukup drastis. Inilah sebabnya mengapa penyelam menggunakan pakaian khusus selam ketika menyelam jauh ke dasar laut. Pakaian khusus tersebut dapat menangkap panas tubuh sehingga menjaga mereka tetap hangat.

Penulis sedang menikmati keindahan laut Indonesia di perairan Bali di kedalaman 35 meter
Penulis sedang menikmati keindahan laut Indonesia di perairan Bali di kedalaman 35 meter

Pembangkit listrik dapat memanfaatkan perbedaan temperatur tersebut untuk menghasilkan energi. Pemanfaatan sumber energi jenis ini disebut dengan konversi energi panas laut (Ocean Themal Energy Conversion atau OTEC). Perbedaan temperatur antara permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin dibutuhkan minimal sebesar 77 derajat Fahrenheit (25 °C) agar dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik dengan baik. Adapun proyek-proyek demonstrasi dari OTEC sudah terdapat di Jepang, India, dan Hawaii.

Berdasarkan siklus yang digunakan, OTEC dapat dibedakan menjadi tiga macam: siklus tertutup, siklus terbuka, dan siklus gabungan (hybrid). Pada alat OTEC dengan siklus tertutup, air laut permukaan yang hangat dimasukkan ke dalam alat penukar panas untuk menguapkan fluida yang mudah menguap seperti misalnya amonia. Uap amonia akan memutar turbin yang menggerakkan generator. Uap amonia keluaran turbin selanjutnya dikondensasi dengan air laut yang lebih dingin dan dikembalikan untuk diuapkan kembali (Lihat gambar 7). Pada siklus terbuka, air laut permukaan yang hangat langsung diuapkan pada ruang khusus bertekanan rendah. Kukus yang dihasilkan digunakan sebagai fluida penggerak turbin bertekanan rendah. Kukus keluaran turbin selanjutnya dikondensasi dengan air laut yang lebih dingin dan sebagai hasilnya diperoleh air desalinasi. Pada siklus gabungan, air laut yang hangat masuk ke dalam ruang vakum untuk diuapkan dalam sekejap (flash-evaporated) menjadi kukus (seperti siklus terbuka). Kukus tersebut kemudian menguapkan fluida kerja yang memutar turbin (seperti siklus tertutup). Selanjutnya kukus kembali dikondensasi menjadi air desalinasi.

Ocean Thermal Energy Conversion Generator Sumber: http://wordlesstech.com/
Ocean Thermal Energy Conversion Generator
Sumber: http://wordlesstech.com/

Ocean Thermal Energy Conversion Generator

Fluida kerja yang populer digunakan adalah amonia karena tersedia dalam jumlah besar, murah, dan mudah ditransportasikan. Namun, amonia beracun dan mudah terbakar. Senyawa seperti CFC dan HCFC juga merupakan pilihan yang baik, sayangnya menimbulkan efek penipisan lapisan ozon. Hidrokarbon juga dapat digunakan, akan tetapi menjadi tidak ekonomis karena menjadikan OTEC sulit bersaing dengan pemanfaatan hidrokarbon secara langsung. Selain itu, yang juga perlu diperhatikan adalah ukuran pembangkit listrik OTEC bergantung pada tekanan uap dari fluida kerja yang digunakan. Semakin tinggi tekanan uapnya maka semakin kecil ukuran turbin dan alat penukar panas yang dibutuhkan, sementara ukuran tebal pipa dan alat penukar panas bertambah untuk menahan tingginya tekanan terutama pada bagian evaporator.

Wallahu ‘Alam Bissowwab,

 

Referensi:

Kementerian Kelautan dan Perikanan Indonesia, 2012.

wikipedia.org, marineturbines.com, about.com, nytimes.com, bluenergy.com, wavegen.co.uk, oceanpd.com, reh-plc.com, aegoogle.com, esru.strath.ac.uk, therenewableenergycenter.co.uk.

 

Satria Antoni  Master Student of Marine geology at King Abdul Aziz University,Saudi Arabia
Satria Antoni
Research Assistant and Master Student of Marine Geology at King Abdul Aziz University,Saudi Arabia  (SEKJEND PPMI SAUDI ARABIA)

 

Konvensi PPMI Jeddah 2013

Posted on Updated on

konvensiThuwal — Penuh kejutan itulah rasanya frase yang tepat untuk melabelkan konvensi PPMI Jeddah 2013. Berbagai peristiwa menggemparkan datang bergelombang. Belum usai efek kejut dari suatu peristiwa, peserta seakan dibuat tercengang lagi dengan peristiwa lainnya. Ranah politik, ekonomi sosial, olahraga, dan tak terkecuali dunia hiburan.

Sebelum acara dimulai ketua umum PPMI pusat telah memberi mandat untuk menunjuk SC (Steering Committee). Dalam hal ini, nama Yusuf diusulkan untuk mengemban tugas mulia ini. Nampaknya dia sudah confident akan menjadi SC kali ini, posisi yang sangat didambakan. Kacamata polish original pun ia kenakan untuk mendukung penampilan walau kali ini sepatu andalannya, proATT tak ikut ambil bagian.

Namun seolah-olah lupa bagaimana sulitnya memprediksi situasi politik saat ini. Ada tensi dan gengsi yang lebih tinggi dari apapun. Suatu kondisi dimana statistik dan catatan di atas kertas tidak lebih dari sekedar bumbu penyedap.

Pada malam pertama, awalnya pelaksanaan konvensi berjalan lancar dengan pembacaan LPJ pengurus lama oleh syeikh Kuswantoro. Semua peserta terlihat mengikuti dan puas dengan program kepengurusan lama. Namun, situasi mendadak menjadi tak terkendali saat pemilihan SC. Yusuf ternyata tidak sendiri, sosok Yuda tiba-tiba mencuat untuk maju sebagai kandidat SC. Drama pun dimulai.

Yuda, seorang rookie tiba-tiba menjadi sosok yang dirindukan sebagai tokoh pembaharu. Dengan tema kampanye yang sangat menyentuh, “menampung aspirasi forum”. Yusuf pun tak mau begitu saja popularitasnya direbut oleh sang “adik”. Pendekatan politik dengan didukung teman conference dari Korea pun dia lakukan. Tidak hanya itu, tablet baru nan mahal bermerk Samsung telah disiapkan lengkap dengan pasal-pasal AD/ART di dalamnya.

Dan ternyata lobi politik Yuda dalam meraup suara lebih terlihat elegan dibanding Yusuf. Kali ini Yuda unggul atas sang kakak lewat voting yang cukup ketat. Yuda lah SC yang terpilih secara sah dan berhak mengambil alih jalannya konvensi.

“It’s only a game, no one died”

Siapa berani berharap, harus siap kecewa. Meski demikian harapan dan mimpi tak pernah punah dari kehidupan. Hidup ini dipenuhi kisah epik ketidakmungkinan yang jadi kenyataan. Selalu ada kesempatan bagi underdog untuk jadi kampiun, karena David pernah mengalahkan Goliath.

ucupBagi anda yang mengikuti perpolitikan kawasan timur tengah, adalah ironis. Siapa yang meragukan kemampuan Yusuf, manusia serba bisa. Orientasi intelek dan wawasan yang luas selalu melekat dalam dirinya. Tapi itu semua sepertinya tak berarti dalam konvensi kali ini. Kekalahan dalam pemilihan SC merupakan kegagalan yang mungkin tak mau diingat olehnya.

Kekalahan itu rupanya sebuah tamparan keras #jebretttt. Yusuf kehilangan kepercayaan diri. Wajah pilu tak bersemangat. Pandangan optimis seolah-olah sirna tak berbekas. Dia sadar kalah dengan saudara sendiri berdampak pula ada elektabilitas. Dan akhirnya keputusan intelek telah dibuat, dia mundur dari pencalonan ketua.

Bagi ucupers, begitu penggemar Yusuf disebut, pengunduran ini adalah sebuah kekhawatiran. Ada kesedihan, gelisah, galau, kelu, dan bahkan lelaki dewasa tak malu menangis. Ini adalah kekalahan sebelum wasit meniupkan peluit panjang, tampaknya Yusuf lupa makna injury time dalam suatu pertandingan.

Ada sejumput pemakluman. Mundurnya Yusuf seperti mencerabut kepastian. Ini yang ditangisi, digelisahkan, digalaukan para ucupers. Dia dianggap manusia yang mampu menciptakan sebuah probabilitas yang sedemikian besar hingga mendekati kepastian. Mendekati janji yang tak pernah ingkar. Setelah terjebak rutinitas kepastian itu, sekarang ini mereka dihadapkan dengan suatu ketidakpastian.

“It’s only a game, no one died” begitulah seorang Yusuf menghibur para penggemarnya. “Selalu ada hikmah dibalik kisah pilu ini. Kita harus bangkit. Kekalahan bukan momen yang menyenangkan. Saya harap kami dapat meraih kemenangan esok hari dan menempatkan kekalahan ini berada di belakang pikiran kami” lanjutnya dilansir SeputarNaseem.

Re, Ketua PPMI Jeddah 2013/2014

rePengunduran diri Yusuf tidak mengganggu pelaksanaan konvensi. Singkat cerita, Rinaldi Rahman, atau biasa disapa Re terpilih sebagai ketua PPMI Jeddah yang baru kepengurusan 2013/2014.

Mengenal lebih dekat sosok Re, pribadi yang menarik dan fantastis, jauh dari kontroversi maupun konspirasi. Berada di Saudi sejak 2009, kiprahnya sudah tak terelakkan, tak hanya di kawasan timur tengah namun juga di penjuru dunia.

Perawakan tinggi besar menunjukkan kharismanya tidak hanya sebagai pemimpin tapi juga sebagai trendsetter. Tentunya tidak lepas dari ingatan kita, bagaimana seorang Re menyihir penggemarnya, siswa-siswa di SIJ. Para siswa tampil apa adanya, merasa diri mereka Re dengan menirukan jambulnya yang melegenda. Euforia yang sedemikian rupa. Pun dari sisi fashion, kacamata, sepatu dan gadget tak lepas dari perhatian followernya.

Berikut petikan pidato inaugurasi Re setelah terpilih sebagai ketua umum PPMI Jeddah dikutip SeputarNaseem.

“Ini seperti mimpi. Pertama-tama saya mengucapkan terimakasih dan penghargaan seluas-luasnya kepada partisan yang secara aklamasi telah mempercayakan saya mengemban amanat yang mulia ini.”

“Sebelum saya mulai menangis, saya ingin memberi penghormatan kepada Kuswantoro yang hari ini pensiun dari jabatannya. Saya ingin mengatakan padanya, Saya mencintainya. Dia adalah pemuda yang istimewa, salah seorang pemimpin terbesar yang pernah dimiliki PPMI Jeddah ini.”

“Saya dan kalian tak ubahnya seperti dua sayap burung. Jika kedua sayap burung ini sama-sama kuat, maka kita akan terbang ke puncak setinggi-tingginya. Jika salah satu sayap patah, maka jatuhlah kita tak berarti.”

“Kita semua percaya pada satu hal, PPMI adalah rumah kita. Sesederhana itu, namun akan menjadi luarbiasa apabila kita meyakini. Hanya keyakinan inilah yang membuat kita jadi istimewa. Kita tidak memiliki banyak cara untuk mengumpulkan uang dan harta benda. Namun kita memiliki hal yang lebih berharga. Cinta yang luar biasa, pengorbanan dan tempat kembali yang tak terbayangkan.”

“Kita sadar tempat kita bukan di panggung politik, bukan disorot kamera infotainment, dan bukan jadi bintang iklan rambut. Tempat kita yang sesungguhnya di medan yang penuh keringat untuk indonesia kita.

“Pesta politik telah usai. Cerita tentang ketabahan, kejujuran, kesetiakawanan, pengorbanan dan kerendahan hati telah terukir. Menjadi gentleman –beradab- mungkin rumusan yang tepat untuk kita semua.”

“Salam hangat dari Jeddah untuk Indonesia.”

*penulis wartawan lepas SeputarNaseem

JELANG PEMILIHAN KETUA PPMI JEDDAH

Posted on

ucupvssatriyaJeddah – Dzulqo’dah 1435H disebut-sebut sebagai bulan politik bagi PPMI Jeddah. Walaupun sesungguhnya aura persaingan sudah terasa sejak awal tahun. Para kandidat akan memperebutkan Ketua PPMI Jeddah, posisi yang cukup bergengsi di kawasan middle east.

Dewan syuro memang belum memutuskan kandidat mana saja yang sah mengikuti jalannya pemilihan bahkan keberadaan dewan syuro sendiri pun dalam hal ini masih bayangan. Namun demikian bicara politik akan selalu menyenangkan apalagi kalau mengotak-atik peta kekuatan dan strategi masing-masing kandidat.

Kalau kita tengok ke belakang, telah terjadi pergeseran politik pada pemilihan tahun ini. Apabila tahun lalu syeikh Kuswantoro terpilih secara “telak” tanpa perlawanan, tidak demikian dengan tahun ini. Munculnya wajah-wajah baru disinyalir akan membuat peta persaingan sulit diprediksi. Walaupun demikian fenomena ini diharapkan tidak mempertakut atau bahkan mempersuram harmonisisasi keluarga PPMI Jeddah itu sendiri.

Menurut sumber, beberapa pihak sudah berani mendeklarasikan pencalonannya. Sebut saja Muhammad Yusuf dan Satria Antoni. Rivalitas panas akan tersaji diantara “saudara” ini. Keduanya disinyalir memiliki modal positit untuk melenggang ke kursi no.1 PPMI Jeddah.

Sedikit catatan tentang Yusuf -makhluk multi talenta- sepak terjangnya dunia politik seakan sudah tak terbantahkan lagi. Semasa karirnya posisi penting dan strategis telah dia jalani dengan baik. Mulai dari presiden mahasiswa internasional KAU hingga dewan syuro PPMI Saudi dimana ribuan mahasiswa Indonesia bernaung dibawahnya.

Bagaimana dengan Satria? Meskipun dinilai newcomer, prestasinya tidak bisa dipandang sebelah mata. Kedekatan dia dengan KJRI dan juga PPMI timur tengah membawa dia menduduki Sekjen PPMI pusat Saudi, jabatan yang sangat prestisius. Banyak kalangan menilainya sebagai rising star karena prestasinya yang begitu cepat dan dinamis.

Selain dari kemampuan diatas, yang tak kalah menarik untuk dilihat adalah kemampuan keduanya dari segi finansial. Yusuf yang selama ini menjabat sebagai bendahara PPMI jeddah, bisa dikatakan cukup berhasil menjaga neraca anggaran tetap stabil sehingga dampak dari krisis global tidak berpengaruh bagi keluarga PPMI jeddah. Sementara satria, relasinya dengan berbagai sponsor telah banyak menciptakan program gratisan (e.g buka puasa, Haji dan vaksin). Janji politik yang menjadi andalan dalam kampanye adalah khitan gratis bagi mahasiswa yang membutuhkan. Tentunya program-program gratis ini diharapkan bisa mencegah labil ekonomi dan meningkatkan konspirasi kemakmuran PPMI Jeddah supaya lebih confident.

Lalu bagaimana dengan politik luar negeri? Dalam hal ini Satria sedikit lebih unggul, lahir dari keluarga multi-negara tentunya tidak asing dengan hal yang berkaitan dengan hubungan international. Berbagai penghargaan di bidang riset bertaraf international telah diraihnya. Hal ini berbeda dengan Yusuf yang menghabiskan masa kecilnya di desa terpencil dengan prestasi lomba 17-an. Namun demikian pengalaman Yusuf sebagai keynote speaker di London beberapa bulan lalu patut untuk diaprepasiasi setidaknya sudah merasakan padatnya Waterloo station.

Bagaimana dengan kandidat lainnya? Apakah akan ada kejutan dengan munculnya kuda hitam lainnya? Kita tunggu saja dalam beberapa hari ke depan

 

*penulis wartawan lepas(kendali) SeputarNaseem dengan akun twitter @rijakadabra

437 PLTN di Dunia

Posted on Updated on

Para pembaca di seluruh dunia, kali ini PPMI Jeddah menghadirkan tulisan mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, ditulis oleh seorang mahasiswa Master di bidang nuklir King Abdulaziz University (KAU),  Arif Isnaeni. Selamat membaca :)

Salam,

PPMI Jeddah

—————————————————————————————————————————–

Mungkin banyak dari kita yang tidak tahu bahwa bumi memiliki 437 PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir), berikut rinciannya:

Country Existing Under construction
Argentina 3 1
Armenia 1 0
Belgium 7 0
Brazil 2 1
Bulgaria 2 0
Canada 19 0
China 18 28
Czech Republic 6 0
Finland 4 1
France 58 1
Germany 9 0
Hungary 4 0
India 20 7
Iran 1 0
Japan 50 2
Mexico 2 0
Netherlands 1 0
Pakistan 3 2
Romania 2 0
Russia 33 11
Slovakia 4 2
Slovenia 1 0
South Africa 2 0
South Korea 23 4
Spain 8 0
Sweden 10 0
Switzerland 5 0
Taiwan 6 2
Ukraine 15 2
United Arab Emirates 0 1
United Kingdom 16 0
United States 103 3
World (Total) 437 68

Nuclear_power_station.svg

pltn

Berikut beberapa fakta mengenai PLTN:

  1. PLTN menyuplai 13–14 % dari kebutuhan listrik dunia.
  2. Perancis adalah negara yang memiliki ketergantungan listrik terbesar dari PLTN, 77 % kebutuhan listrik mereka disuplai  dari PLTN.
  3. Kecelakaan PLTN sangat berpengaruh dalam perkembangan teknologi PLTN. Hal ini menyebaban Jerman, Swiss, Belgia memutuskan phase out PLTN, phase out yaitu penghapusan secara berkala dalam beberapa tahun kedepan, dengan menutup satu per satu PLTN yang mereka miliki.
  4.  Kebutuhan listrik yang meningkat seiring dengan perkembangan sektor industrinya China, Korea Selatan and India sedang giat-giatnya membangun PLTN.
  5. Isu PLTN sangat menyangkut isu politik, karena uranium selain dapat digunakan sebagai bahan bakar PLTN, uranium juga dapat digunakan sebagai senjata pemusnah massal. Sebagai catatan bahwa bom atom hanya pernah digunaan 2 kali dalam perang yaitu dalam perang dunia ke-2 di jepang (Nagasaki dan Hiroshima) dan korbannya sangat banyak. setelah itu bom atom belum pernah digunakan lagi dalam peperangan. Semoga bom atom tidak akan pernah lagi digunakan dalam peperangan.

PERMODELAN BANJIR PERKOTAAN DI WILAYAH KERING

Posted on Updated on

Assalamu ‘alaikum para pembaca di seluruh dunia. Kali ini PPMI Jeddah menghadirkan tulisan yang bertajuk permodelan banjir yang ditulis oleh kandidat master di bidang pengelolaan sumber daya air di King Abdulaziz University (KAU), Kuswantoro. Selamat membaca!

Salam,

PPMI Jeddah

—————————————————————————————————————————–

Siapa menyangka bahwa Arab Saudi yang lazim dikenal kering kerontang, ternyata pernah dan bahkan sering ditimpa bencana banjir pada dekade terakhir ini. Banjir terparah pada 25 November 2009 di Kota Jeddah telah menyebabkan lebih dari 100 orang tewas, kemudian terjadi lagi di Jeddah pada 26 Januari 2011 yang menewaskan sekitar 10 orang. Berselang dua tahun kemudian, tepatnya 28 Januari 2013 setidaknya sebanyak 659 keluarga dievakuasi dari kota Tabuk, sebuah kota di bagian barat laut Arab Saudi. Terakhir, belum lama ini tepatnya pada 1 Mei 2013 hujan badai mengguyur bagian tengah Arab Saudi tepatnya di sekitar Kota Riyadh yang telah menewaskan setidaknya 20 orang.

Perlu kita ketahui bahwa Arab Saudi adalah termasuk negara yang berada pada wilayah kering (arid region). Secara umum karakteristik banjirnya seperti:

  1. terjadi tiba-tiba disertai cepatnya peningkatan maupun penurunan tinggi banjir dalam hitungan jam,
  2. variasi debit puncak terhadap aliran permukaan (runoff) tahunan sangat besar,
  3. muatan endapannya (sediment) besar karena sedikitnya vegetasi.

Dengan karakteristik banjir yang seperti itu, maka kejadian banjirnya dikenal dengan istilah flash flood atau bisa diartikan sebagai banjir bandang, yakni banjir yang datang secara tiba-tiba. Flash flood ini disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain:

  1. hujan dengan intensitas yang tinggi
  2. kemiringan daerah aliran sungai (DAS) yang terjal
  3. tutupan vegetasinya sedikit
  4. kecepatan aliran airnya tinggi karena DAS tidak memiliki kemampuan untuk menahan dan menunda aliran air dari hulu.

1a

Isu perubahan iklim global telah menjadi momok yang harus diwaspadai oleh para pemangku kebijakan terutama dalam menghadapi kemungkinan terjadinya bencana alam yang tak terduga. Melihat kejadian banjir di Arab Saudi yang berselang dua tahunan bisa menjadi indikasi perubahan iklim global. Curah hujan yang mengakibatkan banjir tersebut besarnya di atas curah hujan maksimum yang pernah terjadi di beberapa dekade sebelumnya. Tentunya harus ada usaha yang terintegrasi dalam menghadapi bencana agar kerusakan lingkungan maupun korban jiwa bisa dihindari.

Kemajuan teknologi informasi dan computer saat ini telah banyak membantu dalam upaya mengurangi kerusakan lingkungan dan korban jiwa. Prediksi cuaca, termasuk di dalamnya jumlah curah hujan yang akan turun dapat dengan mudah diakses melalui internet. Salah satu contohnya adalah data curah hujan real-time yang bisa diakses oleh umum seperti data satellite PERSIANN-CCS melalui server UNESCO G-WADI. Kini data tersebut telah mampu diintegrasikan melalui Google Earth sehingga peneliti dengan mudah mengamatinya secara geografis. Dengan memanfaatkan perangkat lunak GIS, estimasi jumlah curah hujan yang terjadi dalam kurun waktu 3 jam terakhir dapat diperoleh dengan mudah dan cepat.

1b

1c

Data estimasi curah hujan tersebut digunakan sebagai data masukan (input) untuk memprediksi besarnya volume dan debit aliran permukaan (runoff) di suatu daerah. Pendekatan Soil Conservation Service Curve Number (SCS CN) pun digunakan sehubungan minimnya data hidrologi di Arab Saudi, khususnya Jeddah. Sekali lagi, pendekatan ini tak perlu dilakukan secara manual melalui rumus matematika yang rumit. Cukup dengan memanfaatkan beberapa perangkat lunak seperti Watershed Modelling System (WMS) dan didukung oleh HEC-HMS, prediksi volume maupun debit aliran permukaan bisa diperoleh.

1d

Untuk proses permodelan banjir di perkotaan, maka dibutuhkan DEM dengan resolusi yang tinggi. Salah satu sumbernya adalah Light Detection And Ranging (LiDAR) yang melaluinya DEM dengan resolusi hingga centimeter mampu diekstrak. DEM resolusi tinggi tersebut sangat bermanfaat dalam menampilkan fitur-fitur perkotaan seperti jalan, gedung, dam, bahkan tembok yang berukuran kecil sekalipun. Tentunya, pemanfaatan DEM resolusi tinggi tersebut berguna untuk menghasilkan permodelan yang mendekati kondisi yang sebenarnya seperti perambatan banjir, wilayah genangan, dan juga tinggi genangan.

Namun, bila peneliti menghadapi sebuah kendala dalam mendapatkan DEM resolusi tinggi, bagaimana solusinya? Pasti ada cara lain yang bisa dilakukan guna mendapatkan hasil yang memuaskan dalam penelitian banjir ini. Salah satu metodenya adalah dengan memodifikasi DEM yang ada. Caranya dengan mengubah ukuran grid/piksel dari data DEM tersebut menjadi ukuran yang lebih kecil. Kelemahannya adalah perubahan ukuran grid/piksel tersebut tidak mempengaruhi perubahan data ketinggian per piksel. Namun, bagaimanapun juga metode ini mampu menjawab permasalahan bahwa keberadaan fitur-fitur perkotaan tersebut mempengaruhi perambatan, luasan wilayah, dan tinggi genangan banjir.

1e

1f

Permodelan banjir di perkotaan ini didekati dengan model hidraulik 1-dimensi menggunakan HEC-RAS dan 2-dimensi menggunakan WMS. Adapun persamaan model 1-dimensi ini mengacu pada persamaan energi berikut:

 1g

Sedangkan permodelan 2-dimensi ini didekati dengan delineasi dataran banjir (flood plain) dengan cara mengurangi tinggi triangulated irregular network (TIN) dengan tinggi permukaan air (water surface elevation). Hasilnya adalah dataset tinggi banjir.

Nampak dengan jelas pada Gbr. 6 bahwa banjir menggenangi dengan sempurna daerah-daerah kosong dan juga jalan-jalan di antara bangunan. Hasilnya mendekati kondisi yang sebenarnya dimana banjir menggenangi jalan-jalan dan areal permukinan di sekitar distrik Al-Musaid dan Guwaizah. Namun pastinya, hasil simulasi permodelan banjir di perkotaan ini masih perlu dilakukan optimasi pada beberapa parameter agar hasilnya lebih akurat.

1h1i

Perlu diketahui bahwa untuk menghasilkan peta genangan banjir tersebut dibutuhkan beberapa hal:

  1. Komputer dengan spesifikasi yang super, dalam kasus ini processor i7 core dan RAM 8 GB.
  2. Sudah menguasai parameter-parameter yang akan dimasukkan yang sebelumnya telah dilakukan beberapa kali percobaan.
  3. Kesabaran yang mendalam karena hasil permodelan akan diperoleh setelah 2-3 hari atau bahkan lebih tergantung pada resolusi atau ukuran grid/piksel DEM yang digunakan.

Selamat mencoba!

***

Referensi: Kuswantoro Marko Jaedi (2013) Urban Flood Hazards Modelling in Arid Region, Case Study Jeddah Flood 2009

***

d629296b4f27ad4acfa98f8b8fb9c2db

KUSWANTORO

Alumni of:

Master of Science (MSc)
Dept. Hydrology and Water Resource Management
Fac. of Meteorology, Environment, and Arid Land Agriculture
King Abdulaziz University (KAU)
Jeddah-Saudi Arabia

………

Department of Water Resource  and Environmental Management (WREM)
Fac. of Geo-Information and Earth Observation (ITC)
University of Twente (UT)
Enschede-the Netherlands

………

Department of Geography
Fac. of Mathmatics and Natural Sciences
University of Indonesia (UI)
Depok-Indonesia

………

Specialist on :

Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing (RS)
Geography and Spatial Analysis
Hydrology and Water Resource Management

Nuklir, Seseram Itukah ???

Posted on Updated on

Assalamu ‘alaikum para pembaca di seluruh dunia. Kali ini PPMI Jeddah menghadirkan tulisan yang bertajuk nuklir yang ditulis oleh salah satu mahasiswa di King Abdulaziz University (KAU), Muhammad Yusuf. Selamat membaca!

Salam,

PPMI Jeddah

—————————————————————————————————————————–

Nuklir, begitu mendengar namanya, secara awam banyak yang mempersepsikan hal ini dengan bom atom dan radiasi. Suatu bom yang sangat kecil dengan hulu ledak yang sangat dahsyat. Okelah mari kita mengenang kembali jejak sejarah dunia nuklir ini dengan seksama.

Suatu hari di tahun 1895, seorang bernama Wilhelm Roentgen berhasil menemukan suatu sinar yang tidak diketahui sumbernya dan diujicobakan kepada istrinya. Dimana sinar ini ternyata mampu untuk melihat susunan tulang dari istrinya. Sinar ini sekarang ini kita sebut dengan sinar X-ray [1]. Kemudian di tahun 1898, adalah keluarga Curie berhasil menemukan suatu zat radioaktif yang mereka sebut dengan “Polonium” (Po) [2]. Dan keluarga ini meninggal karena radiasi yang diakibatkan oleh radiasi dari sumber ini. Di tanggal 6 Agustus 1945, “little boy” dijatuhkan di kota Hiroshima dan tanggal 9 Agustus 1945, “fat man” dijatuhkan di kota Nagasaki [3]. Inilah contoh serangkaian cerita kelam yang ada di dunia nuklir. Belum lagi ditambah fakta kelam mengenai kejadian di Chernobyl, Uni Soviet maupun kejadian di Fukushima, Jepang [4],[5]. Dan juga fatwa haram PLTN di Indonesia [6].

Namun dibalik kelamnya sejarah nuklir di dunia dan Indonesia ini, tidak ada salahnya untuk mengenal apa itu sebenarnya nuklir itu sendiri. Definisi nuklir adalah berhubungan dengan atau menggunakan inti atau energi (tenaga) atom [7]. Karena nuklir berenergi, maka pancaran energi dalam bentuk partikel atau gelombang disebut dengan radiasi. Radiasi pun terdiri dari beberapa jenis, dan setiap jenis radiasi tersebut memiliki panjang gelombang masing-masing [8]. Radiasi menurut massanya, dibagi menjadi radiasi elektromagnetik yaitu radiasi yang bermassa, seperti gelombang radio, gelombang mikro, infra merah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik. Dan juga radiasi partikel berupa radiasi yang bermassa, seperti partikel beta, alfa dan neutron. Hal ini bisa dilihat di gambar 1.

Jenis RadiasiGambar 1. Jenis-jenis radiasi [8].

Sedangkan menurut muatan listrik (ion), radiasi dibagi menjadi radiasi pengion yaitu radiasi yang apabila menumbuk sesuatu akan muncul partikel bermuatan listrik (ion). Dimana efeknya akan berpengaruh terhadap bahan termasuk benda hidup. Radiasi ini juga disebut dengan radiasi atom atau radiasi nuklir. Contohnya adalah radiasi sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta radiasi berpartikel seperti beta, alfa dan neutron. Sedangkan radiasi lainnya adalah radiasi non-pengion, yaitu radiasi yang apabila menumbuk sesuatu tidak akan muncul partikel bermuatan listrik (ion). Contohnya adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet [8].

Setelah sedikit mengenal tentang radiasi nuklir ini, tidak ada salahnya mengenal apa yang bisa dilakukan oleh nuklir ini untuk diterapkan di dunia sehari-hari. Sebagaimana telah dijelaskan mengenai nanoteknologi dimana didefinisikan yang mencakup segala bentuk teknologi rekayasa material, perangkat atau sistem di skala nanometer dengan begitu pentingnya telah dijelaskan di artikel sebelumnya [9]. Dalam hal ini nuklir banyak berperan dalam menciptakan nanoteknologi seperti dalam pembuatan nanowires (benang berukuran nano) atau nanocircuits (sirkit berukuran nano) dengan menggunakan radiasi menggunakan ion berat (78Kr) atau pembuatan partikel nanometer gelatin menggunakan radiasi sinar gamma [10].

Nanowires and Nanocircuits

Nanocircuits

Gambar 2. (a) nanowires dan nanocircuits yang dihasilkan menggunakan interaksi radiasi 78Kr. (b) partikel nanometer gelatin yang dihasilkan menggunakan interaksi radiasi gamma [10].

Adapun di dunia pertanian, nuklir mampu membantu menciptakan mutasi genetik terhadapa benih – benih tanaman sehingga nantinya tanaman itu mampu berkembang sesuai dengan tujuan mutasi itu sendiri [11]. Seperti untuk mendapatkan hasil yang berlimpah, tahan terhadap perubahan musim yang ekstrim seperti di tanam di lahan kering [12], lebih sedikit mengonsumsi air atau mendapatkan ukuran lebih besar. Juga dengan menggunakan radiasi sinar gamma, mampu membunuh mikroorganisme, bakteria, virus dan hama yang mengganggu proses pertumbuhan tanaman, memperlambat pembusukan, atau menunda pematangan [13]. Dimana bahan makanan ini bisa ditemukan dengan logo tertentu yang disebut “RADUGA”.

Food Irradiation        Irradiated Foods

RADUGA

Gambar 3. (atas) Beberapa contoh tanaman yang menggunakan radiasi untuk tujuan tertentu. (bawah) logo “RADUGA” yang menunjukkan bahwa tanaman itu hasil radiasi [14].

Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) pun mampu digunakan untuk desalinasi air laut yang telah dijelaskan di artikel sebelumnya [15] dan untuk mendapatkan jumlah minyak mentah lebih banyak dari sumur minyak itu sendiri atau biasa disebut dengan teknik Enhanced Oil Recovery (EOR). PLTN yang digunakan untuk kedua tujuan ini adalah PLTN tipe High Temperature Reactor (HTR). Sehingga PLTN tipe ini selain mampu untuk menghasilkan listrik juga mampu untuk tujuan lainnya.

HTR untuk EOR  HTR untuk Desalinasi

Gambar 4. (kiri) Aplikasi HTR untuk teknologi EOR. (kanan) Aplikasi HTR untuk teknologi desalinasi air laut. [16].

Masih banyak sekali pemanfaatan nuklir di bidang lainnya, mungkin kalau ada waktu akan disampaikan di artikel lainnya atau mungkin akan ditambahkan oleh penulis lainnya.

Di Indonesia sendiri, untuk mempelajari nuklir, dapat mengunjungi Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) yang memiliki 2 reaktor riset di Serpong dan Yogyakarta. Atau di PT Batan Teknologi (Persero). Juga bisa berkunjung ke gedung Teknik Nuklir Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta atau juga Sekolah Tinggi Teknik Nuklir di Yogyakarta atau melalui video berikut ini:

***

Referensi

[1].         a b c d e f g h “Marie Curie  – Research Breakthroughs (1807-1904)Part 1”. American Institute of Physics. Retrieved 7 November 2011.

[2].         Robert William Reid (1974). Marie Curie. New American Library. pp. 61–63. ISBN 0002115395. Retrieved 2 August 2012.

[3].         “The Bomb-“Little Boy””. The Atomic Heritage Foundation. Retrieved 5 May 2007.

[4].         Chernobyl: The End of the Nuclear Dream, 1986, p.178, by Nigel Hawkes et al., ISBN 0-330-29743-0

[5].         Black, Richard (12 April 2011). “”Fukushima: As Bad as Chernobyl?””. BBC. Retrieved 20 August 2011.

[6].         NU Jatim Sudah Keluarkan Fatwa Haram Pembangunan PLTN. http://www.tribunnews.com/2010/06/12/nu-jatim-sudah-keluarkan-fatwa-haram-pembangunan-pltn. 2010.

[7].         Kamus Besar Bahasa Indonesia. Balai Pustaka. Jakarta.2008

[8].         Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN). 1. Radiasi dan Dunia yang Kita Huni. http://www.batan.go.id/pusdiklat/elearning/proteksiradiasi/pengenalan_radiasi/1-1.htm.

[9].         Lutfan Sinatra. NANOTEKNOLOGI: Pengenalan dan Urgensinya. https://ppmijeddah.wordpress.com /2013/03/11/nanoteknologi-pengenalan-dan-urgensinya/.2013.

[10].      Mohamad Al-Sheikhly. Future Trends of Nuclear and Raduion Applications in Nanotechnology. Brazil.2010.

[11].      a b c d e f g h i j k Ahloowali, B.S. (2004). “Global impact of mutation-derived varieties”. Euphytica 135: 187–204. Retrieved 20 April 2011.

[12].      Wahid Muthowal. KENDALA PERTANIAN LAHAN KERING DAN SOLUSINYA. https://ppmijeddah.wordpress.com/2013/05/10 /kendala-pertanian-lahan-kering-dan-solusinya/. 2013

[13].      IAEA. Dosimetry for Food Irradiation, IAEA, Vienna, 2002, Technical Reports Series No. 409.

[14].      a b GENERAL STANDARD FOR THE LABELLING OF PREPACKAGED FOODS. CODEX STAN 1-1985.

[15].      Rinaldi Medali Rachman. DESALINASI AIR LAUT: dari air garam menjadi air bersih layak minum. https://ppmijeddah.wordpress.com/2013/02/24/desalinasi-air-laut-dari-air-garam-menjadi-air-bersih-layak-minum/. 2013.

[16].      Nenad Raisic.Desalination of Sea Water Using Nuclear Heat. IAEA BULLETIN-VOL.19, NO.1

***

Muhammad Yusuf

Master Student in Nuclear Engineering Department

King Abdulaziz University, KAU – Saudi Arabia

Muhammad Yusuf