Struktur Mikro dan Jenis Ikatan Dalam Bahan Padat

Data mengenai berbagai sifat logam yang mesti dipertimbangkan selama proses akan ditampilkan dalam berbagai sifat mekanik, fisik, dan kimiawi bahan pada kondisi tertentu. Untuk memanfaatkan data tersebut sebaik mungkin, perlu diketahui sifat asal logam yang menyebabkan logam menjadi kuat dan bagaimana sifat itu berubah selama proses produksinya.

Sifat bahan diperoleh dari hasil:

• Interaksi antar atom bahan;
• perilaku gugus-gugus atom tersebut (mungkin mempunyai struktur kristalin yang teratur);
• artibut yang berkaitan dengan gabungan gugus-gugus atom tersebut.

Untuk memperoleh pengertian mendasar mengenai sifat bahan, dalam artikel ini akan membahas pengaruh struktur atom, struktur kristalin, dan perilaku bahan dalam bentuk yang utuh.

Jenis Ikatan dalam bahan padat

Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif yang dikelilingi oleh sejumlah elektron (yang dianggap tidak bermassa), jumlah muatan elektron sama dengan muatan inti sehingga secara keseluruhan atom itu netral, dan tidak bermuatan. Elektron tersusun dalam beberapa tingkatan energi atau kulit energi. Kulit energi terluar mempunyai ikatan yang paling lemah dengan intinya. Kemampuan interaksi antar atom berkurang bila kulit terluar diduduki oleh delapan elektron. Atom yang tidak memiliki konfigurasi ini selalu berusaha untuk membentuk ikatan sedemikian rupa sehingga mencapai konfigurasi ini. Karakteristik inilah yang mendorong terbentuknya tiga jenis ikatan atom yaitu ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan logam.

Ikatan Ionik

Ikatan ionik terjadi antara atom logam dan atom bukan logam dan merupakan ikatan yang sangat kuat. Bahan dengan ikatan ionik mempunyai ciri: temperatur lebur tinggi, keras, dan rapuh. Ikatan ionik terbentuk bila atom oksigen menangkap dua elektron terluar atom magnesium. Dengan demikan, atom oksigen bertambah dua muatan negatif dan atom magnesium kehilangan dua elektron terluarnya sehingga mempunyai kelebihan dua muatan positif. Baik oksigen maupun magnesium kini memiliki delapan elektron pada kulit terluarnya dan mencapai keseimbangan kimiawi seperti gas mulia. Akan tetapi, kedua atom yang tadinya netral itu sekarang mempunyai muatan elektrostatik yang berlawanan dan inilah yang menghasilkan ikatan inoni.

Atom bermuatan sejenis tolak menolak, sedangkan atom dengan muatan berlawan an tarik menarik. Jadi, pada bahan utuh yang terdiri atas atomyang berikatan ionik, terbentuk struktur kristal dengan pola teratur dalam.tiga dimensi. Tiap atom dikeliingi oleh atom dengan muatan yang  berlawanan. Kekuatan senyawa seperti ini ditentukan oleh kekuatan ikatanelektrostatik antar atom tak sejenis, dan kerapuhannya ditentukan olehketahanan atom bermuatan terhadap usaha yang memaksanya menduduki posisi dekat dengan atom yang bermuatan sama. Oksida magnesium menentang gaya yang mendekatkan atom oksigen dan atom magnesium dengan atom sejenis. Bila gaya tersebut cukup besar, kristal akan retak.

lkatan Kovalen

Ikatan kovalen terjadi antara atom dengan empat elektron atau lebih pada kulit terluarnya, suatu kondisi yang dijumpai pada unsur bukan logam. Sebuah atom tak mungkin menampung semua elektron kulit terluar atom lain. Sekiranya hal itu terjadi, maka kulit elektron terluamya akan kelebihan (Jumlah ideal adalah delapan elektron). Bila terdapat empat elektron atau lebih pada kulit terluar, atom sedemikian rupa sehingga meraka dapat berbagi elektron luar, tampak gambar dibawah:

Pada gambar ini terlihat dua atom oksigen berbagi elektron sehingga setiap atom mempunyai delapan elektron. Ikatan antara bagian atom sangat kuat, tetapi ikatan antara pasangan lemah; demikan lemahnya sehingga oksigen tidak dapat beku dan membentuk kristal mencapai temperatur yang sangat rendah.

Bahan yang mempunyai ikatan kovalen dapat berbentuk gas, cairan, atau padatan dan ikatan ini merupakan ikatan yang kuat. Untuk penerapan bidang teknik, kita mengambil contoh yang relevan, misalnya karbon. Atom karbon mempunyai empat elektron pada kulit terluarnya. Agar jumlah elektron tersebut mencapai delapan,karbon dapat bersenyawa dengan atom karbon lainnya atau dengan empat buah atom berelektron tunggal (pada kulit terluar) seperti hidrogen. Dengan hidrogen, karbon akan membentuk metana (CH₄). Dengan dua atom yang mempunyai elektron ganda (pada kulit terluarnya) seperti oksigen), karbon membentuk dioksida karbon (CO₂).

Dengan atom karbon lain, akan terbentuk dua jenis kristal karbon. Bentuk pertama adalah intan. Intan mempunyai struktur kubik dengan atom pada posisi rangkaian tetragonal, sedangkan bentuk kedua mempunyai atom karbon dalam rangkaian bidang heksagonal dan disebut grafit. Grafit dikenal dengan sifat pelumasnya akibat susunan bidangnya yang dapat saling bergeseran. Walaupun atom karbon dikelilingi oleh delapan elektron, jenis ikatannya agak berbeda. Jarak antara bidang lebih besar dari pada jarak antar atom dalam bidang itu sendiri, sehingga gaya ikat antar bidang lemah.
Selain itu, ikatan semacam ini menggunakan tiga elektron per atom, sedangkan elektron keempat bebas atau dapat bergerak dalam bidang yang sejajar dengan kulit.

Atom karbon yang membentuk ikatan dengan atom lain seperti hidrogen sering kali membentuk rantai atau untai yang panjang. Ikatan antar atom yang sepeti ini (yang disebut di struktur polimer) tidak selalu mencerminkan sifat iktan kovalen karena, meskipun kuat, rantai juga fleksibel dan ikatan antar rantai yang berdekatan lemah.

Ikatan Logam

Dua pertiga dari unsur mempunyai kurang dari empat elektron pada kulit terluarnya. Meskipun jumlahnya memadai untuk mengimbangi muatan positif inti, bila dua jenis unsur ini membentuk ikatan, jumlah elektron masih kurang untuk membentuk ikatan keseimbangan kimia dan tidak dapat membentuk ikatan ionik atau ikatan kovalen. Dalam keadaan padat, unsur membentuk jenis ikatan yang lain sekali, yang menjadi ciri khas logam. Elektron pada kulit terluarnya satu logam bergerak sebagai awan melalui antar inti yang muatan positif bersama kulit elektron lainnya.

Inti beserta kulit elektron di bagian dalam dianggap sebagai bola keras yang tersusun padat dengan pola teratur, membentuk apa yang disebut susunan kristal. Hal ini dapat dilihat pada Gambar l.2.c. Susunan ion positif terikat menjadi satu oleh awan elektron bermuatan negatif membentuk ikatan khas yang disebut ikatan Iogam. Oleh karena ion tidak memiliki kecenderungan khusus untuk menempati lokasi tertentu, ion dapat bergerak dalam kisi kristal tanpa menggangu keteraturan pola. Selain itu, awan elektron dapat digerakkan ke arah tertentu oleh potensial listrik, dan menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik merupakan karakteristik khas logam. Pada kristal dengan ikatan aion, elektron terikat dan tidak bebas bergerak. Hanya bila potensial cukup tinggi (potensial tembus) elektron dapat ditarik lepas.

Ikatan dan Pengaruh Gaya Luar

Di samping kemampuan gerak elektron pada ikatan logam, Perbedaan besar lain antara ikatan logam dan ikatan lainnya terletak pada perilakunya bila dipengaruhi oleh gaya luar. Gaya kecil tak seberapa pengaruhnya terhadap ketiga jenis ikatan tersebut. Regangan atau perpanjangan yang terjadi lenyap bila gaya ditiadakan. Sifat ini disebut perpanjangan elastik atau kompresi elastik. Bila gaya cukup besar, pada ikatan logam dapat terjadi pergelinciran ion logam membentuk pola sejenis yang tetap bertahan meski gaya di tiadakan. Ini dimungkinkan karena semua ion memiliki sifat yang sama dan elektron tidak terikat pada atom tertentu. Sebaliknya, atom dengan ikatan ion menentang gerak luncuran tersebut karena antara ion dan elektron terdapat ikatan kuat. Oleh karena itu, bahan dengan ikatan ion cendrung rapuh.

Karena adanya kemampuan ini inti untuk saling meluncur, kristal dengan ikatan logam dapat dibentuk secara mekanik dan ikatan antar atomnya tetap kuat. Sifat ini disebut keuletan (ductility) atau kenyal bentuk dan merupakan karakteristik keadaan logam. Apa pun bentuk ikatannya, bahzn umumnya membentuk susunan tiga dimensi (atau struktur kristal) yang teratur dalam ruang. Ada empat belas jenis struktur, tetapi hanya empat yang biasanya ditemukan pada logam yang digunakan dalam penerapan keteknikan. Sel tunggal sederhana mewakili jumlah atom yang tak terhingga dalam susunan tiga dimensi kristal utuh.

Kunci Sok (Socket Wrench) dan Perlengkapan Kunci Sok

Kunci sok adalah sejenis kunci yang hampir sama dengan kunci ring yang mempunyai kelebihan dapat mengendorkan atau mengencangkan baut/mur dalam berbagai posisi. Kunci ini terdiri dari tangkai pemutar dan beberapa buah "socket".

Perlengkapan Kunci Sok :

a. Socket

"Socket" adalah bagian dari kunci sok yang berfungsi memegang kepala baut/mur. Baut atau rahang "socket" berbentuk persegi enam, segi delapan atau segi dua belas.

Pada bagian belakang socket terdapat lubang persegi empat yang berfungsi sebagai bagian pemutar dengan ukuran 1/4", 3/8", 1/2", 3/4", dan 1".

a.1. Standar socket

Soket standar adalah jenis socket yang umum digunakan untuk memutar baut/mur.

a.2. Deep socket (socket panjang)

Ukuran socket jenis ini lebih panjang dari socket standar. Umumnya digunakan untuk memutar baut pada posisi yang dalam dimana socket standar tidak dapat digunakan.

a.3. Flexible socket (socket flesibel)

Socket flesibel dilengkapi dengan jenis sambungan Universal joint yang mempunyai posisi sudut kemiringan maximum 65⁰ dan digunakan untuk pemutaran menyudut.

b. Socket extension (Pamanjang socket)

Socket extension adalah perlengkapan kunci sok yang berguna untuk membantu kemampuan kunci sok dalam pemutaran baut/mur. Dimana socket jenis biasa atau jenis lainnya tidak dapat menjangkau posisi baut/mur yang akan di putar dalam keadaan umum.

Socket extension mempunyai beberapa ukuran pemutar socket yaitu 1/4", 3/8", 1/2", dan 1".
Panjangnya mulai dari 1" sampai 36" dan pemilihan ukuran ditentukan oleh keperluan pekerjaan. Dalam penggunaan sering dihubungkan dengan socket adaftor atau ratchet spinner.

C.  Adaftor

Adaftor digunakan untuk mempermudah pekerjaan. Biasanya dipasang diantara socket dan tangkai rathet.

c.1. Universal joint Adaftor

Bagian ini digunakan untuk menyambungkan socket atau socket extension pada posisi-posisi menyudut. Ujung pemutar socket berukuran 3/8", 1/2", 3/4", dan 1".

c.2. Ratchet spinner adaftor

Adaftor jenis ini digunakan untuk pemutaran bau/mur pada tempat yang sempit. Ratchet spinner adaftor dipasang antara socket dan tangkai ratchet.

c.3. Ratchet adaftor

Adaftor jenis ini dapat merubah fungsi tangkai pemutar socket biasa menjadi ractheting tool. Rachet adaftor mempunyai suatu bagian yang berfungsi merubah arah putaran socket. arah socket dan tangkai ratchet.

d.  Socket drive handle (Tangkai pemutar socket)

Dalam satu set perlengkapan kunci sok dilengkapi dengan beberapa tangkai pemutar socket. Bagian ujung socket berukuran 1/4", 3/8", 1/2", 3/4", dan 1".

Tangkai pemutar yang berkualitas tinggi dibuat melalui beberapa tingkatan proses.

Proses Pembuatan:

1. Ditempa dalam cetakan presisi
2. Diproses di mesin
3. Dikeraskan
4. Dipoles
5. Dipernikel atau diperchrom

d.1. Flex handle (Tangkai pemutar fleksibel)

Disebut juga nut spinner atau hinged handle. Kepala pemutar yang berengsel memudahkan pemakaian pad sudut yang berbeda. Panjang tangkai pemutar socket bervariasi dari 6" sampai 24".

d.2. Ratchet handle (Tangkai pemutar ratchet)

Ratchet handle adalah tangkai pemutar saket yang dilengkapi dengan suatu mekanisme yang mempercepat proses pemutaran baut/mur pada ruang gerak yang terbatas.

Kepala ratchet terdiri dari:
a. pegas tekan
b. lidah roda
c. roda gigi rachet
Lidah roda berfungsi mengikat bagian roda gigi ratchet.

Macam tangkai pemutar ratchet:

• Tangkai pemutar ratchet pejal. Digunakan untuk posisi normal.
• Tangkai pemutar racthet engsel

Digunakan untuk posisi pekerjaan menyudut.

Tangkai memutar ratchet dilengkapi dengan alat pembalik putaran yang merubah posisi pengikatan lidah roda terhadap gigi dari roda gigi ratchet. Pada saat pemakaian tangkai pemutar ratchet hanya berfungsi pada satu arah putar, sedangkan pada arah putar sebaliknya slip.

d.3.  Speed handle (Tangkai pemutar cepat)

Speed handle adalah salah satu jenis tangkai pemutar socket yang dapat memutar socket dengan cepat. Alat ini mempunyai ujung pemutar socket yang berbentuk T. Alat ini mempunyai ujung pemutar dengan ukuran 1/4", 3,8", dan 1/2".

d.4.  Sliding T handle

Sliding T handle adalah salah satu jenis tangkai pemutar socket yang berbentuk T. Alat ini mempunyai ujung pemutar dengan beberbagai ukuran.

Pada tangkainya dipasang bola baja berpegas yang berfungsi mengikat (memegang) kepala pemutar. Kepala pemutar dapat digeser dan tepat menempati 2 posisi yang berbeda pada saat penggunaan pada bagian ujung-ujungnya.

d.5.  Spinner handle

Spinner handle adalah jenis tangkai pemutar socket yang berbentuk seperti tangkai pemutar obeng. Biasanya digunakan untuk memutar mur yang berukuran kecil. Dalam penggunaannya tidak dibenarkan menggunakan alat tabahan seperti pipa untuk memperpanjang tangkai pemutar socket.

Kunci Ring (Box Wrench) dan Berbagai Macam Kunci Ring

Kunci ring adalah alat pengunci yang berbentuk ring dan terdapat sejumlah gigi pada bagian melingkarnya atau ringnya. Kunci ini lebih aman pada penggunaannya karena tidak slip pada saat digunakannya.

Beberapa kunci ring tangkainya dibuat menyudut. Kemiringan tangkai terhadap rahangnya 15⁰, ada pula yang dibuat 45⁰. Tujuan tangkai dibaut menyudut untuk memberi kebebasan tangan pada saat penggunaan.

Selain itu tersedia pula kunci ring yang mempunyai sudut 0⁰ antara rahang dengan tangkainya.

Rahang kunci ring tersedia dalam bentuk segi enam, segi dua belas, dan segi enam belas. Rahang kunci ring segi enam digunakan untuk beban berat, rahang kunci ring segi dua belas untuk pekerjaan sedang dan rahanh kunci ring segi enambelas untuk pekerjaan ringan.

Pada bagian melingkaranya di chamfer untuk memudahkan masuknya kepala baut/mur. Kunci ring terbuat dari baja kekuatan tinggi yang dikeraskan. Panjangnya bervariasi dari 4 inchi sampai 20 inchi sesuai ukuran kunci ring. Semakin besar ukurannya semakin panjang tangkai dan kunci ring.

Macam-macam Kunci Ring

a. Obstructing box wrench (kunci ring lengkung)

Kunci ini digunakan untuk mengencangkan/mengendorkan baut dengan rintangan melengkung. Terutama digunakan untuk melepas baut. Kunci ring lengkung tersedia dalam bermacam ukuran dan bentuk.

b. Rb. Ratcheting box wrench (kunci ring gigigeser)

Kunci ini digunakan untuk memtutar baut yang panjang dan terletak di tempat yang terbatas. Dengan gigi geser dapat memutar lebih cepat, karena kunci tidak dilepas dari bautnya. Arah putaran dapat diatur sesuai dengan penggunaan.

c. Flex headbox wrench (kunci ring kepala fleksibel)

Pada bagian kepala kunci ini terdapat engsel yang berfungsi untuk memudahkan pemindahan posisi kunci pada saat pemindahan posisi kunci pada saat digunakan. Sering digunakan pada saat pemasangan atau pelepasan sambungan "universal joint flange" dimana posisi runag di atas kepala terbatas.

d. Flaren nut box wrench (kunci ring belah)

Terbuat dari baja "Chrome vanadium". Sudut rahang ring terdapat tangkai pemegang 10⁰. Kunci ini digunakan apabila kepala baut atau mur tidak dapat di jangkau oleh kunci ring biasa dan harus melalui celah rahang.

e. Special purpose box wrench (kunci ring khusus)

Kunci ring jenis ini dibuat untuk keperluan khusus dimana posisi baut/mur sulit dijangkau karena posisi penempatannya.

f. box wrench with extension tube (kunci ring dengan pipa memanjang)

Kunci ring jenis ini sangat kuat. Sesuai digunakan pada kendaraan truk, traktor dan lain sebagainya.

Combination wrench (kunci kombinasi)

Kunci kombinasi adalah gabungan dari kunci pas dan kunci ring. Biasanya kunci ini mempunyai ukuran yang sama pada kudua ujung rahangnya.

Kunci Pas (Open end Wrench)

Diesbut kunci pas karena terdapat rahang yang pas masuk pada ukuran kepala baut/mur dengan tepat. Kunci pas mempunyai sudut rahang yang bermacam-macam. Sudut rahang kunci pas diukur antara rahang dengan tangkai pemegang. Besar sudutnya adalah 15⁰, 30⁰, 60⁰, 82 1/2⁰, 85⁰.

Gambar diatas merupakan kunci pas rahang tunggal. Kunci pas ini digunakan untuk keperluan khusus seperti penyetelan katup pada kompresor.

Kunci pas ukuran kecil tersedia dalam satu set. Ukurannya mulai 4 mm sampai 7 mm. Ukuran kunci pas terdapat dalam satuan metrik atau inchi.

Potensi Energi Terbarukan di Indonesia

Perlu digaris bawahi warning yang pernah di sampaikan oleh M. King Hubbert ¹⁶ 38 tahun yang lalu, yaitu bahwa batubara dan minyak bumi yang proses terbentuknya memerlukan waktu lebih dari 500 juta tahun, telah dihabiskan oleh populasi dunia sebanyak 2% batubara dunia hanya dalam 3,5 abad, dan dalam 1 abad telah dihabiskan sebanyak 14% minyak bumi. Persentase tersebut tentunya akan jauh lebih besar dan mencemaskan jika disampaikan pada tahun 2009 ini karena kedua jenis bahan bakar tersebut banyak digunakan oleh kalangan industri, transportasi, maupun pembangkitan energi listrik yang secara kuantitas jauh lebih besar dari kondisi 38 tahun yang lalu. Lebih jauh lagi, penggunaan kedua jenis bahan bakar tersebut ternyata telah menyebabkan polusi udara dan air dengan kadar yang cukup tinggi dan sebagai penyebab efek rumah kaca (greenhouse effects).

Di antara energi-energi yang digunakan oleh manusia, ada yang diketagorikan sebagai energi terbarukan dan tidak terbarukan. Yang dimaksud dengan energi terbarukan adalah energi yang berasal dari siklus proses alamiah yang sedang terjadi, seperti cahaya matahari, angin, aliran air, proses biologi, dan aliran panas bumi (geothermal). Energi-energi tersebut mempunyai siklus waktu (kembali ke wujudnya semula) yang relatif pendek. Di lain pihak, energi fossil yang secara teoritis juga boleh disebut energi terbarukan, merupakan energi dengan siklus yang sangat panjang, bahkan mencapai ratusan juta tahun. Dari rentang waktu siklus itulah maka energi tidak terbarukan. Kebanyakan energi terbarukan, selain energi geothermal dan pasang surut, adalah energi yang bersumber dari matahari. Beberapa diantaranya berupa stored solar energy, seperti curahan air hujan, energi angin, dimana keduanya juga tergolong solar energy storage berjangka waktu singkat. Di sisi lain, proses biomasa merupakan solar energy storage yang berjangka waktu lebih lama, yaitu dari beberapa minggu hingga berbulan-bulan

Pada umumnya, energi terbarukan juga merupakan energi yang murah, bahkan gratis (free energy), meskipun sumber-sumbernya tidak dapat disebut gratis. Disebut energi karena sumber energinya tersedia secara langsung dari suatu lingkungan yang sangat luas dan diperkirakan tidak dapat dihabiskan oleh manusia. Pembahasan pengembangan energi terbarukan di sini adalah terkait dengan pemanfaatan sumber-sumber energi terbarukan oleh manusia. Perhatian kita kepada energi terbarukan sangatlah erat keterkaitannya dengan kepedulian kita atas semakin berkurangnya cadangan minyak bumi, kerusakan lingkungan hidup, risiko sosial dan ekonomi dari penggunaan minyak bumi dan batubara secara besar-besaran belakangan ini, maupun adanya rencana pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir (PTLN) di Semenanjung Muria (Jateng) yang muncul dalam pemberitaan koran beberapa bulan terakhir. Tabel 1 memperlihatkan potensi energi-energi terbarukan di Indonesia. Jika kita bandingkan kolom 5 dengan kolom 3 pada tabel tersebut, tampak bahwa potensi energi-energi terbarukan di Indonesia belum digunakan secara maksimal.

Berikut ini adalah penjelasan tentang beberapa jenis sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan sebagai pengganti minyak bumi dan batubara:

Energi Panas Bumi (geothermal)

Indonesia terletak di Jalur Cincin Api (Ring of Fire). Gambar 1 memperlihatkan letak Indonesia di dalam lingkaran api (ring of fire), yang merupakan wilayah yang rentan gempa. Panjang jalur di Indonesia sendiri lebih dari 7.500 km dengan lebar 50-200 km. Berdasarkan hasil penelitian di sepanjang jalur tersebut diperoleh 217 daerah dengan prospek geothermal. Lebih dari 150 gunung berapi yang berada di sekitar Pasifik, dan sebagian besar masih aktif.

Sebagai negara yang terletak di wilayah the ring of fire, banyaknya gunung berapi aktif di negara ini sangat potensial dalam energi geothermal. Potensi geothermal Indonesia bahkan sebesar 40% potensi dunia. Tabel 1 memperlihatkan bahwa Indonesia baru memanfaatkan energi ini sebesar 800 megawatts, sementara potensinya adalah 27 gigawatts (1 gigawatt = 1000 megawatts). Philipina, negara di utara Indonesia telah memanfaatkan energi geothermalnya sebesar 2.673 MW dan menjadi negara pengguna energi geothermal terbesar ke 2 setalah Amerika Serikat. Oleh sementara kalangan disebutkan bahwa energi geothermal bukan tergolong energi terbarukan. Namun apabila kita menyuntikkan air kembali ke dalam bumi di sekitar sumber-sumber energi tersebut, suhu magma akan merebusnya menjadi uap air bertekanan tinggi. Ini berarti kita telah membuatnya menjadi energi terbarukan karena bersiklus pendek lewat suntikan air ke dalam tanah.

Energi Angin (wind energy)

Angin terjadi karena tidak meratanya panas matahari yang jauh ke bumi. Energi kinetik yang terdapat pada angin dapat digunakan untuk menggerakkan turbin, bahkan hingga yang berkekuatan 5 MW. Daya outputnya merupakan fungsi dari kecepatan angin berpangkat tiga, serta memerlukan angin dengan kecepatan 5,5 m/detik (atau 20 km/jam) atau lebih. Semakin tinggi menara sebuah turbin angin dari permukaan tanah semakin besar kecepatan angin yang menggerakkannya. Saat ini terdapat ribuan turbin angin di seluruh dunia, dengan kapasitas total mencapai 59.322 MW. Potensi energi angin di Indonesia adalah 9.287 MW dan baru dimanfaatkan sebesar 0,5 MW.

Energi Air (hydro power)

Energi air dapat dimanfaatkan lewat air yang bergerak atau tercurah maupun lewat perbedaan temperatur antara permukaan dan dasar laut (OTEC). Karena massa jenisnya yang ribuan kali lebih besar dari udara, gerakan arus air yang lambat saja dapat menghasilkan energi yang besar. Di negara-negara yang sudah berwawasan lingkungan, pembangkit listrik energi air berukuran besar kurang diminati, terlebih bila harus membuat danau buatan yang akan menggenangi ribuan hektar lahan. Meraka lebih menyukai pembangkit jenis mini hidro dan mikrohidro dalam jumlah banyak. Tabel 1 memperlihatkan bahwa potensi energi air di Indonesia adalah sebesar 75,67 GW namun baru dimanfaatkan sebesar 4.200 MW dimana sebagian besar berada di Pulau Jawa.

Energi Biomassa dan Biogas

Energi ini merupakan hasil kekayaan alam yang berupa hutan dan tanaman tropis. Teknologi yang dipakai untuk mengubah energi biomasa menjadi energi listrik sudah banyak dipakai di negara-negara lain. Sampah yang ribuan ton jumlahnya di kota-kota besar di Indonesia merupakan biomasa yang dibuang setiap harinya, dan hanya sebagian kecil aja yang diolah sebagai pupuk kompos. Jika saja sampah, yang selalu menjadi masalah serius di kota-kota besar, diolah menjadi energi listrik maka akan dapat menghasilkan energi listrik lebih dari 150 MW. Sumber-sumber energi biomasa lainnya adalah limbah dari sektor kehutanan, pertanian dan perkebunan. Total potensi energi biomasa di Indonesia adalah 49.807 MW. Potensi energi biomas yang berasal dari kayu dan sisa hasil panen dapat dilihat pada Tebel 2.

Tanaman bambu dan singkong dapat diolah menjadi bio ethanol, yang juga disebut ethil alcohol. Jenis bahan bakar ini dapat menggantikan fungsi bahan bakar benzin. Sedangkan dari biji-bijian tanaman bunga matahari, kelapa sawit, jarak pagar dapat dibuat minyak biodiesel. Perlu diperhatikan bahwa pembukaan lahan perkebunan dari jenis tanaman ini sebaiknya di lahan yang tidak subur, bukan dengan menghacurkan hutam alami menjadi perkebunan. Karena sifat perkebunannya yang monokultur, maka ada kemungkinan akan menggangu habitat dan kehidupan flora dan fauna yang ada sebelum berubah menjadi perkebunan. Atas dasar inilah sebaiknya perkebunan di buka atas tanah yang tidak subur.

Radiasi Energi Matahari secara langsung (Solar Energy)

Energi matahari dapat membangkitkan listrik lewat solar cells, menghangatkan isi rumah di musim dingin, memasak lewat kompor matahari, dan lain sebagainya. Kelemahannya adalah kerena tidak dapat menyajikan energi secara konstan karena terhalang oleh awan dan tidak tetap posisinya. Ketidak stabilan ini dapat diatasi dengan menyimpan energinya ke dalam batarai. Meskipun Indonesia terletak di garis ekuator yang cukup strategis memperoleh cahaya matahari namun karena kondisinya yang merupakan negara kepulauan membuat cahaya matahari sering terhalang awan tebal.

Sebagian negara kepulauan dengan jumlah lebih dari 15.000 pulau, interkoneksi jaringan transmisi/kabel dari pulau-pulau besar ke pulau-pulai kecil dan terpencil menjadi tidak ekonomis. Pembangunan instalasi listrik energi matahari merupakan solusi yang tepat, khususnya dalam menggantikan pembangkit listrik berpenggerak diesel yang umumnya di pulau-pulau terpencil tersebut.

Energi Gelombang Laut

Gelombang laut yang berfluktuasi akan membuat pelampung atau jembatan apung bergerak naik turun mengikuti turun-naiknya permukaan air laut tersebut. Apabila gerakan naik turun pelampung tersebut di konversikan menjadi gerakan rotasional, pendulum, atau translasional, maka energi mekanis yang dikandungnya dapat memanfaatkan untuk memutar atau menggerakkan generator listrik. Potensi energi gelombang laut di Indonesia sebanding dengan panjang pantainya yang tidak kurang dari 81.000 kilometer.

Pemanasan global adalah akibat dari kegiatan manusia di seluruh dunia, meskipun berbeda-beda aktivitasnya. Karenanya, berahlinya ketergantungan kita selama ini pada bahan bakar fosil harus segera kita akhiri, tanpa menunggu instruksi pemerintah. Kiranya paparan ini boleh menggugah kita semua untuk semakin tanggap dan peduli akan berbagai masalah maupun bencana yang belakangan ini terjadi sebagai dampak perubahan iklim di Indonesia, maupun di bagian dunia lainnya.

45 Butir-Butir PANCASILA

Sila Kesatu : Ketuhanan Yang Maha Esa

1. Bangsa Indonesia menyatakan kepercayaan dan ketaqwaannya terhadap Tuhan Yang Maha Esa.
2. Manusia Indonesia percaya dan taqwa terhadap Tuhan Yang Maha Esa, sesuai dengan agama dan kepercayaannya masing-masing menurut dasar kemanusiaan yang adil dan beradab.
3. Mengembangkan sikap hormat menghormati dan bekerjasama antara pemeluk agama dan penganut kepercayaan yang berbeda-beda terhadap Tuhan Yang Maha Esa.
4. Membina kerukunan hidup di antara sesama umat beragama dan berkepercayaan terhadap Tuhan Yang Maha Esa.
5. Agama dan kepercayaan terhadap Tuhan Yang Maha Esa adalah masalah yang menyangkut hubungan pribadi manusia dengan Tuhan Yang Maha Esa yang dipercayai dan diyakininya.
6. Mengembangkan sikap saling menghormati kebebasan menjalankan ibadah sesuai dengan agama dan kepercayaannya masing-masing.
7. Tidak memaksakan suatu agama dan kepercayaan terhadapat Tuhan Yang Maha Esa kepada orang lain.

Sila Kedua : Kemanusiaan Yang Adil dan Beradab 

1. Mengakui dan memperlakukan manusia sesuai dengan harkat dan martabatnya sebagai makhluk Tuhan Yang Maha Esa.
2. Mengakui persamaan derajat, persamaan hak dan kewajiban asasi setiap manusia, tanpa membeda-bedakan suku, keturunan, agama, kepercayaan, jenis kelamin, kedudukan sosial, warna kulit, dan sebagainya.
3. Mengembangkan sikap saling mencintai sesama manusia,
4. Mengembangkan sikap tenggang rasa dan tepa-selira.
5. Mengembangkan sikap tidak semena-mena terhadap orang lain.
6. Menjunjung tinggi nilai-nilai kemanusiaan.
7. Gemar melakukan kegiatan kemanusiaan.
8. Berani membela kebenaran dan keaadilan.
9. Bangsa Indonesia merasa dirinya sebagai bagian dari seluruh umat manusia.
10. Mengembangkan sikap hormat-menghormati dan bekerjasama dengan bangsa lain.

Sila Ketiga : Persatuan Indonesia

1. Mampu menempatkan persatuan, kesatuan, serta kepentingan dan keselamatan bangsa dan negara sebagai kepentingan bersama diatas kepentingan pribadi atau golongan.
2. Sanggup dan rela berkorban untuk kepentingan negara dan bangsa, apabila diperlukan.
3. Mengembangkan rasa cinta tanah air dan bangsa.
4. Mengembangkan rasa kebanggaan berkebangsaan dan bertanah air Indonesia.
5. Memelihara ketertiban dunia yang berdasarkan kemerdekaan, perdamaian abadi dan keadilan sosial.
6. Mengembangkan persatuan Indonesia atas dasar Bhinneka Tunggal Ika.
7. Memajukan pergaulan demi persatuan dan kesatuan bangsa.

Sila Keempat : Kerakyatan yang Dipimpin oleh Hikmat Kebijaksaan dalam Permusyawaratan/Perwakilan

1. Sebagai warga negara dan warga masyarakat, setiap manusia Indonesia mempunyai kedudukan, hak dan kewajiban yang sama.
2. Tidak boleh memaksakan kehendak kepada orang lain.
3. Mengutamakan musyawarah dalam mengambil keputusan untuk kepentingan bersama.
4. Musyawarah untuk mencapai mufakat diliputi oleh semangat kekeluargaan.
5. Menghormati dan menjunjung tinggi setiap keputusan yang dicapai sebagai hasil musyawarah.
6. Dengan itikad baik dan rasa tanggung jawab menerima dan melaksanakan hasil keputusan musyawarah.
7. Di dalam musyawarah diutamakan kepentingan bersama di atas kepentingan pribadi atau golongan.
8. Musyawarah dilakukan dengan akal sehat dan sesuai dengan hati nurani yang luhur.
9. Keputusan yang diambil harus dapat dipertanggung jawabkan secara moral kepada Tuhan Yang Maha Esa, menjunjung tinggi harkat dan martabat manusia, nilai-nilai kebenaran dan keadilan, mengutamakan persatuan dan kesatuan demi kepentingan bersama.
10. Memberikan kepercayaan kepada wakil-wakil yang dipercaya untuk melaksanakan permusyawaratan.

Sila Kelima : Keadilan Sosial bagi Seluruh Rakyat Indonesia

1. Mengembangkan perbuatan yang luhur, yang mencerminkan sikap dan suasana kekeluargaan dan kegotong-royangan.
2. Mengembangkan sikap adil terhadap sesama.
3. Menjaga keseimbangan antara hak dan kewajiban.
4. Menghormati hak orang lain.
5. Suka memberikan pertolongan kepada orang lain agar dapat berdiri sendiri.
6. Tidak menggunakan hak milik untuk usaha-usaha yang bersifat pemerasan terhadap orang lain.
7. Tidak menggunakan hak milik untuk hal-hal yang bersifat pemborosan dan gaya hidup mewah.
8. Tidak menggunakan hak milik untuk hal-hal yang bertentangan dengan atau merugikan kepentingan umum.
9. Suka bekerja keras.
10. Suka menghargai hasil karya orang lain yang bermanfaat bagi kemajuan dan kesejahteraan bersama.
11. Suka melakukan kegiatan dalam rangka memujudkan kemajuan yang merata dan keadilan sosial.

Dampak Global Warming Di Indonesia

Ketika membahas tentang masalah energi, kita tidak dapat mengabaikan begitu saja dua hukum fisika energi, yaitu (a) hukum kekekalan energi (conservation of energi) dan (b) hukum keseimbangan energi bumi (earth's energy balance). Masalah keseimbangan energi menjadi pusat pembahasan ketika kita membahas tentang pemanfaatan energi yang terbuang dalam wujud panas di saat proses konversi energi, pemanasan global, maupun kelestarian ecosystem.

Bahan bakar konvensional (bahan bakar fosil) ternyata telah menjadi sumber utama emisi gas karbon dioksida sejak awal revolusi industri di pertengahan abad ke 18. Pemanasan global, atau global warming, yang kita alami saat ini, terjadi karena emisi gas tersebut bersama gas-gas rumah kaca lainnya. Pemanasan global ternyata juga mempunyai dampak berupa perubahan iklim dan turunan-turunannya. Usaha untuk mengembalikan suhu bumi ke keadaan semula hanya dapat kita lakukan dengan mengurangi konsentrasi gas karbon dioksida di atmosfir melalui penggunaan sumber-sumber energi alternatif yang terbarukan untuk mengganti fosil. Oleh sebab itulah maka materi ini juga menyinggung masalah terganggunya keseimbangan energi bumi sebagai akibat tergantungnya pantulan energi matahari oleh permukaan bumi akibatnya adanya lapisan gas rumah kaca.

Saat ini tidak ada satupun bangsa yang mampu mengelak dari bencana alam yang diakibatkan oleh pemanasan global. Namun untuk dapat mengatasinya secara strategis  ternyata sangat bergantung kepada kearifan lokal setempat serta cara dan tingkat berpikir bangsa itu sendiri. (Atmonobudi S.)

Keseimbangan Energi Bumi

Proses fundamental yang menentukan suhu bumi adalah keseimbangan antara radiasi energi termis dari matahari ke bumi dan energi termis yang dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa. Dengan demikian kenaikan suhu permukaan bumi, atau dikenal dengan pemanasan global, adalah bagian dari proses perubahan/pergeseran keseimbangan energi bumi ke dalam posisi equilibriumnya yang baru. Energi yang diradiasikan oleh matahari terdiri dari 7% sinar ultra-violet, 47% sinar yang memberikan efek pencahayaan, dan 46% sinar infra-merah. Kandungan energi matahari yang tertangkap di bumi berkisar 1,4 kW/m². Setiap tahunnya sekitar 1500 juta TerraWatthours (TWh) energi matahari yang terpancar ke permukaan bumi. Satu TerraWatthours sama dengan 1000 juta KiloWatthours (KWh).

Ternyata tidak seluruh energi matahari mencapai permukaan bumi. Kebanyakan radiasi ultraviolet dengan panjang gelombong (𝜆, lambda) yang lebih pendek terserap di atmosfir. Uap air dan gas CO₂ menyerap energi yang 𝜆 - nya lebih besar. Awan-awan juga memantulkan cahaya matahari kembali ke ruang angkasa. Jika semua faktor ini diperhitungkan, maka hanya 47% energi, atau 700 juta TWh, yang sesungguhnya sampai di permukaan bumi. Meskipun demikian, ini berarti 14.000 kali lebih besar dari energi yang dibutuhkan umat manusia se dunia yang hanya sebesar 50.000 TWh. Proses radiasi matahari tersebut sudah berlangsung terbentuknya bumi, namun melonjak secara signifikan ketika manusia mulai menggunakan batubara dan minyak bumi secara besar-besaran untuk menggerakan mesin-mesin industri dan alat-alat transportasi darat dan laut, yang kemudian dikenal dengan sebutan "revolusi industri". Sejak itu konsentrasi gas karbondioksida di angkasa semakin pekat dan bersama gas-gas rumah kaca lainnya membuat lapisan gas rumah kaca di lapisan strofosphere semakin tebal. Yang tergolong gas-gas rumah kaca adalah: (1) Carbon dioxide (CO₂), (2) Methane (CH₄), (3) Nitrous oxide (N₂O), (4) Hydrofluorocarbons (HFCs), (5) Perfluorocarbons (PFCs), (6) Sulphurhexafluoride (SF₆). Efek rumah kaca yang ditimbulkan oleh gas-gas itulah yang telah menghalangi pantulan radiasi energi termis matahari sehingga sebagian darinya terpantul kembali ke bumi. Semakin tebal dan pekat gas-gas rumah kaca, semakin sulit energi termis yang dipantulkan permukaan bumi dapat kembali ke angkasa.

Sumber penyebab emisi gas karbon dioksida sedunia adalah sebagai berikut:

• 36% sektor industri energi listrik (pembangkit listrik/kilang minyak dll)
• 27% sektor transportasi
• 21% sektor industri
• 15% sektor rumah tangga dan jasa
• 1% sektor lainnya.

Pemanasan global, sebagai akibat terhalangnya pantulan radiasi matahari ke angkasa oleh gas-gas rumah kaca, menyebabkan terjadinya perubahan iklim yang akan berdampak pada terganggunya elemen-elemen dasar kehidupan manusia di seluruh dunia, yaitu dalam akses memperoleh air bersih, produksi pangan, kesehatan, lingkungan, keterisolasian, menyempitnya luas daratan karena naiknya permukaan laut, dll. Ratusan juta manusia akan menderita kelaparan, penyakit, kekurangan air, serta terendamnya kawasan pesisir sebagai akibat mencairnya es di Greenland, di kedua kutub, serta gunung-gunung yang selama ini tertutup salju abadi oleh semakin panasnya suhu bumi. Beberapa karakter perubahan iklim yang perlu untuk diketahui adalah bersifat global dalam hal penyebab dan konsekuensinya, dampaknya berlangsung terus-menerus, dan resiko serta ketidakpastian atas dampak ekonominya bersifat tersebar.

Resiko terburuk dari perubahan iklim dapat dikurangi secara substansial apabila konsentrasi gas-gas rumah kaca dapat distabilkan pada level disekitar 450 parts per million (ppm) dan 550 ppm ekivalen CO₂(CO₂e). Level saat ini berada di sekitar 530 ppm CO₂e dan akan meningkat sekitar 2 ppm setiap tahunnya. Upaya stabilisasi pada level ini adalah dengan mengurangi emisi gas-gas tersebut sebesar 25% dari emisi saat ini (bahkan sebaliknya lebih) dan tercapai sebelum tahun 2050.

Proses dekarbonisasi di sektor pembangkit listrik di seluruh dunia harus dilakukan untuk menghambat emisi gas-gas rumah kaca di atmosfir pada level 550 ppm. Namun, jika kita hendak menurunkannya hingga ke level yang lebih rendah lagi, emisi gas-gas rumah kaca harus dipangkas lebih intensif lagi di sektor transportasi, industri, dan pertanian. Pemangkasan emisi tersebut harus dilakukan secara serempak oleh seluruh penduduk bumi, termasuk indonesia. Pertanyaannya, apakah kita bertekad akan melakukan langkah-langkah adaptasi dan mitigasi terhadap dampak pemanasan global atau lebih memilih pasrah terhadap semua kondisi alam yang menimpa kita? Kebijakan Energi Nasional Tahun 2003-2025, sebagaimana tertuang dalam Perpres No.5 Tahun 2006, tampaknya belum memasukkan kebijakan dekarbonisasi di sektor pembangkit energi listrik. Pemerintah, melalui kebijakan tersebut, masih memproyeksikan kebutuhan energi nasional pada energi fossil (minyak bumi, batubara, dan gas alam) sebesar 85% di tahun 2025; sebaliknya, kurang serius untuk segera beralih ke pemanfaatan energi terbarukan. Hal tersebut tampak dari Proyek Percepatan Kelistrikan Tahap Satu, yang dibangun oleh BUMN, masih berfokus pada bahan bakar fossil. Pemanfaatan energi terbarukan pada pembangkit listrik ternyata diletakkan pada Proyek Percepatan Kelistrikan Tahap Kedua. Itupun bukan diserahkan kepada BUMN melainkan ke pihak swasta.

Dampak Perubahan Iklim terhadap Indonesia

Dampak perubahan iklim yang terjadi secara global ternyata juga telah menimpa wilayah negara kita, baik yang berupa kerugian fisik maupun ekonomi. Hal itu dibuktikan dengan semakin seringnya cuaca ekstrim, badai tropis, dan pergeseran musim yang merupakan fenomena perubahan iklim. Bencana alam yang cukup sering dialami menjadi semakin parah ketika penyusunan berbagai kebijaksanaan dalam pembangunan maupun regulasi yang ada telah mengabaikan elemen-elemen perubahan iklim.

Elemen-elemen atau parameter dari perubahan iklim yang merupakan produk dari pemanasan global antara lain adalah suhu permukaan tanah rata-rata global, permukaan laut rata-rata global, frekuensi, intensitas, dan lokasi dari kejadian ekstrim, lama perubahan musim, kelembaban tanah, biomassa di bawah dan di atas tanah, hujan lokal, dsb.

Bencana banjir, sebagai dampak dari perubahan iklim, tidak hanya menimbulkan kerusakan dan kerugian terhadap fungsi tanah serta terganggunya aktifitas manusia, tetapi juga telah merusakkan infrastruktur yang sangat penting bagi kelancaran roda ekonomi dan aktifitas sosial mereka. Apabila suhu global terus bergerak naik sebesar 0,2⁰C per dekade, maka sebelum akhir abad ini daerah-daerah pesisir akan tenggelam oleh naiknya rata-rata permukaan air laut akibat mencairnya es dan salju abadi di Greenland dan Antartika Barat. Saat ini laju kecepatan pencairan es di Greenland adalah sebesar 248 kilometer kubik per tahun yang berarti menaikkan permukaan laut sebesar 0,5 mm per tahun. Laju kecepatan pencairan tersebut ternyata lebih meningkat 250% bila dibandingkan dengan hasil pengamatan pada periode April 2002 - April 2004. Jika seluruh lapisan es di Greenland mencair, permukaan air laut akan naik setinggi 7 m. Di antara negara-negara kepulauan di dunia, tampaknya kerugian terbesar bakal dihadapi Indonesia karena memiliki jumlah pulau terbanyak. Indroyono, Sekretaris Menko Kesra yang juga mantan Kepala Badan Riset Kelautan dan Perikanan DKP, mengatakan bahwa pada tahun 2030 Indonesia akan kehilangan sekitar 2000 pulau bila tidak ada program mitigasi dan adaptasi terhadap perubahan iklim. Prof. Emil Salim, dalam Kompas Jum'at 1 Mei 2009, bahkan meramalkan sekitar 3000 pulau yang akan tenggelam.

Dampak kenaikan permukaan laut di Indonesia terlihat dengan meningkatnya intensitas dan frekuensi banjir di kota-kota pesisir seperti Semarang, Surabaya, dan Jakarta. Menurut Sartohadi, Ketua Jurusan Geografi UGM, salah satu hasil penelitian di Semarang menunjukkan bahwa saat ini rob di pesisir Laut Jawa telah semakin jauh memasuki daratan atau maju beberapa kilometer dari garis pantai. Dalam lima tahun terakhir di Jawa Timur terdapat lima pulau kecil yang terancam tenggelam akibat naiknya permukaan laut. Sejumlah pulau di Kabupaten Sumenep, Madura, terancam tenggelam. Pulau-pulau itu adalah P. Gili Pandan, P. Keramat, P. Salarangan, dan P. Mamburit. Pulau Gresik Putih bahkan telah hilang sejak 2005.

Selain menimbulkan kerusakan lingkungan, kelangkaan air bersih, penyebaran penyakit, kelaparan serta kemiskinan, banjir dan kerusakan infrastruktur transportasi menimbulkan keterisolasian suatu daerah dari daerah lainnya. Keterisolasian ini akan menggangu roda perekonomian antar daerah, dan menjadi semakin parah ketika kebutuhan akan bahan makanan dan energi daerah tersebut sangat tergantung pada daerah lain.

Masalah keterisolasian suatu daerah hanya dapat diatasi dengan membangun daerah tersebut menjadi daerah yang swasembada pangan dan hewan ternak. Kelangkaan bahan bakar minyak (BBM) dan gas (BBG) akibat banjir yang menggenangi jalan maupun gelombang pasang laut yang menunda pengiriman lewat laut dapat diatasi dengan pipanisasi suplai BBM dan BBG ke daerah tersebut. Bagi provinsi yang sangat luas, seperti Provinsi Papua, pipanisasi harus menjangkau seluruh kabupaten.