PAPER PAPER KOROSI KOROSI OLEH MIKROBA
Disusun oleh, Wiwit Riyanti K251!"2
#AK$L%AS KE&$R$A' DA' ILM$ PE'DIDIKA' $'I(ERSI%AS SEBELAS MARE% S$RAKAR%A 2!15
1. KOROSI KOROSI AKIB AKIBA AT MIKRO MIKROBA BA (BAKT (BAKTERI ERI)) Korosi dipengaruhi oleh mikroba merupakan suau inisiasi aau aki!ias korosi akiba aki!ias mikroba dan proses korosi. Korosi perama diindeni!ikasi hampir 1"" #enis dan elah dideskripsikan a$al ahun 1%&'. bagaimanapun korosi ang disebabkan aki!ias mikroba idak dipandang serius saa degradasi pemakaian sisem indus indusri ri modern modern hingga hingga peren perengah gahan an ahun1 ahun1%" %"*an *an.. Keika Keika pengar pengaruh uh seranga serangan n mikroba semakin inggi+ sebagai ,onoh angki air sainless seel dinding dalam er#adi seranga serangan n korosi korosi lubang lubang ang ang luas luas pada pada permuk permukaan aan sehingg sehinggaa para para indus indusria$ ria$an an menadari serangan ersebu. Sehingga saa iu+ korosi #enis ini merupakan salah sau !akor perimbangan pada insalasi pembangki indusri+ indusri minak dan gas+ proses kimia+ ransporasi dan indusri keras pulp. Selama ahun 1%-" dan berlan#u hingga hingga a$al a$al ahun ahun """+ """+ !enom !enomena ena esebu esebu dimasu dimasukka kkan n sebagai sebagai bahan bahan perha perhaian ian dalam biaa operasi dan pemeriksaan sisem indusri. /ari !enomena ersebu+ banak insiusi mempela#ari dan meme,ahkan masalah ini dengan peneliian*peneliian unuk mengur mengurang angii bahaa bahaa korosi korosi ersebu ersebu. . 0enuli 0enulisan san ini diu#u diu#ukan kan unuk unuk sebaga sebagaii bahan bahan perhaian kembali kepada pelaku induria$an+ dosen dan pendidik se,ara khususna dan dan oran orang* g*or oran ang g ang ang berk berkom ompe peen en erha erhada dap p bida bidang ng++ kimi kimia+ a+ koro korosi si dan dan ilmu ilmu pengeahuan alam pada umumna+ bagaimana bahaana bahaana korosi bakeri di lingkungan bebas baik air+ udara dan anah di sekiar kia. Mikroba korosi Mikroba merupakan suau mikroorganisme ang hidup di lingkungan se,ara luas pada habia*habiana dan membenuk koloni ang pemukaana kaa dengan air+ nurisi dan kondisi !isik ang memungkinkan perumbuhan mikroba er#adi pada renang suhu ang pan#ang biasa diemukan di sisem air+ kandungan nirogen dan !os!or sediki+ konsenra sera nurisi*nurisi penun#ang lainna. Mikroorganisme ang mempengaruhi korosi anara lain baker bakeri+ i+ #amur #amur++ alga alga dan proo proooa. oa. Korosi Korosi ini beran beranggu ggung ng #a$ab #a$ab erhada erhadap p degradasi maerial di lingkungan. 0engaruh inisiasi aau la#u korosi di suau area+ mikroo mikroorga rganis nisme me umumn umumnaa berhub berhubung ungan an dengan dengan permuk permukaan aan korosi korosi kemudi kemudian an menempel pada permukaan logam dalam benuk lapisan ipis aau biodeposi. 2apisan !ilm ipis aau bio!ilm. 0embenukan lapisan ipis saa 3 ' #am pen,elupan sehingga membenuk lapisan ini erliha hana binik*binik dibandingkan menelur meneluruh uh di permuk permukaan aan.. 2apisa 2apisan n !ilm berupa berupa biodep biodeposi osi biasan biasanaa memben membenuk uk diameer beberapa ,enimeer di permukaan+ namun erekspos sediki di permukaan sehing sehingga ga dapa dapa meebab meebabkan kan korosi korosi lokal. lokal. Organi Organisme sme di dalam dalam lapisa lapisan n deposi deposi mempunai e!ek besar dalam kimia di lingkungan anara permukaan logam4!ilm aau
logam4deposi anpa meliha e!ek dari si!a bulk ele,role. Mikroorganisme dikaagorikan berdasarkan kadar oksigen aiu 5 1. 6enis anaerob+ berkembang biak pada kondisi idak adana oksigen . 6enis Aerob+ berkembang biak pada kondisi kaa oksigen. &. 6enis anaerob !akulai!+ berkembang biak pada dua kondisi. Mikroaero!il+ berkembang biak menggunakan sediki oksigen 7enomena korosi ang er#adi dapa disebabkan adana keberadaan dari bakeri. 6enis*#enis bakeri ang berkembang aiu 5 1. Bakeri reduksi sul!a Bakeri ini merupakan bakeri #enis anaerob membuuhkan lingkungan bebas oksigen aau lingkungan reduksi+ bakeri ini bersirkulasi di dalam air aerasi ermasuk laruan klorin dan oksidiser lainna+ hingga men,apai kondisi ideal unuk mendukung meabolisme. Bakeri ini umbuh pada oksigen rendah. Bakeri ini umbuh pada daerah*daerah kanal+ pelabuhan+ daerah air enang erganung pada lingkunganna. Bakeri ini mereduksi sul!a men#adi sul!i+ biasana erliha dari meningkana kadar 89S aau Besi sul!ida. Tidak adana sul!a+ beberapa urunan dapa ber!ungsi sebagai !ermener menggunakan ,ampuran organik seperi pru:nae unuk memproduksi asea+ hidrogen dan ;O9+ banak bakeri #enis ini berisi enim hidrogenase ang mengkonsumsi hidrogen. . Bakeri oksidasi sul!ur*sul!ida Bakeri #enis ini merupakan bakeri aerob ang mendapakan energi dari oksidasi sul!i aau sul!ur. Bebarapa ipe bakeri aerob dapa eroksidasi sul!ur men#adi asam sul!urik dan nilai p8 men#adi 1. bakeri Thioba,,ilus umumna diemukan di deposi mineral dan menebabkan drainase ambang men#adi asam. &. Bakeri besi mangan oksida Bakeri memperoleh energi dari oksidasi 7e<(=) aau 7e<(&=) dimana deposi berhubungan dengan bakeri korosi. Bakeri ini hampir selalu diemukan di Tuber,le (gundukan 8emispherikal berlainan ) di aas lubang pi pada permukaan ba#a. >mumna oksidaser besi diemukan di lingkungan dengan !ilamen ang pan#ang. Masalah biokorosi di dalam suau sisem lingkungan mempunai beberapa :ariabel*:ariabel aiu 5 1.Temperaur+ umumna kenaikan suhu dapa meningkakan la#u korosi erganung karakerisik mikroorganisme ang mempunai suhu opimum unuk umbuh ang berlainan . Ke,epaan alir+ #ika ke,epaan alir bio!ilm rendah akan mudah erganggu sedangkan ke,epaan alir inggi menebabkan lapisan lebih ipis dan pada &. p8+ umumna p8 bulk air dapa mempengaruhi meabolisme mikroorganisme '. Kadar Oksigen+ banak bakeri membuuhkan O unuk umbuh+ namun pada Organisme !akulai! #ika O berkurang maka dengan ,epa bakeri ini mengubah meabolismena men#adi bakeri anaerob ?. Kebersihan+ dimaksud air ang kadar endapan padaan rendah+ padaan ini men,ipakan keadaan di permukaan unuk
umbuhna aki!ias mikroba. 0ada korosi bakeri se,ara umum merupakan gabungan dan pengembangan sel di!erensial oksigen+ konsenrasi klorida diba$ah deposi sul!ida+ laruan produk korosi dan depolarisasi kaodik lapisan proeksi hidrogen. Bio!ilm bakeri merupakan agen dari proses inisiasi dan propagasi perumbuhan korosi bakeri erliha pada @ambar 1+ sehingga korosi mikroba idak er#adi dengan absenna bio!ilm. Bio!ilm menediakan kondisi kondisi lo,al. lingkungan misalna p8 ang rendah+ sel di!ernsial oksigen unuk inisiasi aau propagasi aki!ias korosi. Korosi dapa er#adi karena proses !isis+ kimia$i+ maupun biologis. Korosi oleh mikrobiologi merupakan korosi ang disebabkan oleh mikroorganisme+ khususna oleh bakeri+ ang disebu #uga dengan MI; ( Microbiologically Influenced Corrosion). Korosi #enis ini ,ukup berbahaa karena dapa er#adi pada kondisi range p8 disekiar p8 neral+ aiu anara p8 ' sampai % dengan suhu lingkungan berkisar anara 1" ; hingga ?";. Korosi #enis ini biasana er#adi pada empa*empa ang erbua dari logam dengan kondisi konsan4sagnan. 2ogam*logam ang dapa erkorosi oleh mikrobiologi anara lain ba#a karbon+ stainless steel + dan logam paduan aluminium*embaga. A$al kemun,ulan dari MI; sering kali idak erduga+ korosi bera dari se#umlah logam er#adi pada emperaur lingkungan normal aau laruan en,er dimana la#u korosi biasana rendah. ;iri khas er#adina MI; adalah adana endapan ang berlebihan aau er#adi penebalan lapisan (gumpalan) disekiar MI;.
@ambar 1. Korosi MI; C
. )enis*+enis Mi-o.iolo/i Penye.a. Ko-osi Mikroorganisme hadir pada kondisi aerob+ maupun anaerob. Kondisi aerob merupakan kondisi dengan keersediaan ang melimpah+ sebalikna anaerob merupakan kondisi dengan anpa adana oksigen. Beriku adalah abel #enis bakeri aerobik dan anaerobik penebab korosi. %a.el 1. Bakeri Aerobik 0enebab Korosi 'C
&enus atau S0esies
Ran/e 0H
Ran/e Suhu
Lo/a3
yan/
Da0at
%e-o-osi
Asi Ko-osi4
Mengoksidasi Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferrooxidans
Gallionella
".?*-
1*
*1"
1"*'"
1"*'"
"*'"
Besi dan ba#a+ paduan sul!ur embaga
dan
sul!ida
men#adi
8SO'+ Mengoksidasi
Besi dan ba#a
7e= men#adi 7e&= Mengoksidasi
Besi dan ba#a+ stainless
7e=
steel
men#adi 7e&= dan
dan
Mn=
Mn&= Mengoksidasi Sphaerotilus
*1"
"*'"
Pseudonomas
'*%
"*'"
P. aeruginosa
'*-
"*'"
Besi dan ba#a+ stainless
7e=
steel
men#adi 7e&= dan
Besi dan ba#a+ stainless
Mn&= Mereduksi
steel 0aduan aluminium
men#adi 7e= ...
dan
Mn=
7e&=
%a.el 2. Bakeri Anaerobik 0enabab Korosi 'C
&enus atau S0esies
Desulfovibrio desulfuricans
Ran/e 0H
'*-
Ran/e Suhu 1"*'"
Lo/a3
yan/
Da0at
%inaan
%e-o-osi
Ko-osi4
Besi dan ba#a+ stainless
Meman!aakan
steel + aluminium seng+ hidrogen
dalam
mereduksi SO'* paduan embaga
Desulfotomaculum nigrificans
1"*'" D*-
dan '?* ?
Desulfomonas
...
1"*'"
Besi dan ba#a+ stainless steel
Besi dan ba#a
men#adi S* dan 8S Mereduksi SO'* men#adi S* dan 8S Mereduksi SO'* men#adi S* dan 8S
Selain bakeri*bakeri pada Tabel 1. dan Tabel . erdapa mikroorganisme berupa #amur ang #uga dapa berperan menebabkan MI;+ aiu #amur Cladosporium resinae ang beker#a pada range p8 &* dengan emperaur lingkungan 1";*'?; dan dapa mengkorosi logam paduan aluminium dengan memproduksi asam organik dalam proses meabolismena.
&. Meani3e Ko-osi Mi-o.iolo/i a. Mekanisme Korosi Oleh Bakeri Anaerobik pada Besi Bakeri anaerob ini dikenal dengan bakeri pereduksi sul!a (SRB). /alam meabolismena+ bakeri ini mengeluarkan enim hidrogenase ang dapa melakukan depolarisasi pada daerah ang sekiar mikroba. /epolarisasi er#adi karena pasokan oksigen ke daerah kaoda bereaksi dengan ion hidrogen. Adana bakeri ini pada besi akan menebabkan er#adina reaksi reduksi kaodik 8= = e* **8 **8 ang berambah ,epa reaksina keika 8 ang baru erbenuk bereaksi dengan O ang erbenuk dari reduksi sul!a SO'* **S* = 'O Sul!ida ang erbenuk+ baik sul!ida erlaru maupun sul!ida pada+ akan memper,epa proses korosi. S* = 7e= ** 7eS 7eS ang erbenuk merupakan produk korosi. 7ilm 7eS dapa men#adi pelindung pada daerah sul!ida neral+ dimana hidrogenase dapa membanu penghapusan hidrogen pada aau dari dalam !ilm sul!ida. Selain 7eS produk samping ang dihasilkan adalah 7e (O8) & 7e= = D (O8) * ** & 7e (O8)
ang akan membenuk gumpalan kerak besi.
@ambar . Korosi Bakeri Anaerobik pada Besi C
b. Mekanisme Korosi Oleh Bakeri Aerobik pada Besi /ari sudu pandang korosi+ konsumsi oksigen oleh bakeri aerobik dapa mengakibakan er#adina sau aau beberapa hal seperi pembenukan lendir+ oksidasi sul!ida+ oksidasi besi+ dan erbenukna asam sebagai hasil meabolisme. Bakeri pengoksidasi sul!ida akan menghasilkan asam belerang ang korosi!+ namun dapa #uga menghasilkan lendir. Sedangkan bakeri pengoksidasi besi akan mengoksidasi ion besi 7e = ang mudah erlaru men#adi ion ang suli erlaru+ ion 7e&=. Rendahna aki:ias 7e = akan meningkakan la#u reaksi anodik. 7e ** 7e= = e* 8asil dari oksidasi ini adalah berubah gumpalan ak erlaru ang erbua dari oksida !erik hidra dan ekskresi lendir biologis ang umbuh pada permukaan besi. /aerah diba$ah endapan (gumpalan) hasil oksidasi akan erlindung dan men#adi anoda. /engan oksigen ang semakin berkurang disekeliling logam ersebu+ maka akan er#adi reaksi O = 8O = 'e * ** 'O8*. 0eningkaan kosenrasi O8 * pada permukaan akan memi,u erbenukna endapan 7e(O8)& aau 7e(;O)&.
,. Mekanisme Korosi Oleh Mikroorganisme pada Stainless Steel dan logam lainna MI; pada stainless steel sering kali erliha pada logam las*an. Serangan paling besar er#adi pada logam las iu sendiri aau pada heat affected one (8AF) di deka daerah pengelasan. 0ada aluminium+ korosi dapa er#adi pada air dengan p8 neral. Mikroba+ misalna #amur+ memproduksi asam ang laru dalam air sebagai !ase pengkoaminasi dan menerang aluminium ersebu. Bakeri Thiobacillus thiooxidans mengkorosi embaga dan ahan erhadap ra,unna hingga konsenrasi G embaga.
'. %e30at 6 te30at yan/ Da0at %e-se-an/ Ko-osi Mi-o.iolo/i
Korosi mikrobiologi berbahaa karena dapa er#adi pada renang p8 asam+ basa+ bahkan neral. Korosi ersebu dapa er#adi dimana sa#a dengan kondisi lingkungan ang sesuai dengan kebuuhan perkembangan mikroba penebab korosi+ ermasuk pada berbagai #enis indusri. Korosi ang er#adi pada peralaan indusri perlu dihindari karena dapa mempengaruhi kualias proses dan dapa menebabkan kegagalan proses. Beriku adalah empa*empa ang biasana dapa er#adi korosi mikrobiologi pada beberapa #enis indusri.
Tabel &. Indusri ang Berpoensi Adana Korosi Mikrobiologi 'C )enis Inust-i
Indusri proses 3 kimia 0embagki nuklir Indusri minak dan gas onshore dan offshore Indusri dengan #alur pipa ba$ah anah Indusri !ater treatment Indusri pemeliharaan #alan raa Indusri a:iasi
Lin/u0 Pe-3asalahan Tangki stainless steel + #alur pipa dan sambungan+
daerah las*an seelah men#alani hydrotest Tangki dan perpiapaan ba#a karbon dan stainless steel + pipa dan abung air pendingin Sisem handling minak dan gas Tanah
deka
dengan
bahan
organik
membusuk "eat exchanger dan perpipaan 0ipa gorong*gorong Tangki penimpanan bahan bakar
ang
@ambar &. Sedimen lendir korosi ang erbenuk pada permukaan di dalam pipa (I)+ 0roduk korosi ang erbenuk pada bagian ba$ah aap angki penimpanan berbahan paduan aluminium selama hydrotest (II)+ Korosi pada radiator elbo! diesel engine cooling system (IIIa)+ pembungkus hermosa (IIIb)+ dan radiator housing (III,).&C
?. #ato- yan/ Me30en/a-uhi %e-+ainya Ko-osi Mi-o.iolo/i
Masalah korosi mikrobiologis di dalam suau sisem lingkungan mempunai beberapa :ariabel*:ariabel aiu 5 a. Temperaur+ umumna kenaikan suhu dapa meningkakan la#u korosi erganung karakerisik mikroorganisme ang mempunai suhu opimum unuk umbuh ang berlainan. b. p8+ umumna p8 bulk air dapa mempengaruhi meabolisme mikroorganisme. ,. Kadar Oksigen+ banak bakeri membuuhkan O unuk umbuh+ namun pada organisme !akulai! #ika O berkurang maka dengan ,epa bakeri ini mengubah meabolismena men#adi bakeri anaerob.
D. Penan//ulan/an Ko-osi Mi-o.iolo/i
0en,egahan MI; dapa dilakukan dengan ,ara melakukan pembersihan permukaan se,ara mekanis berkala dan pera$aan dengan biocides unuk mengonrol populasi bakeri. #iocides adalah !ormulasi dari sau aau lebih subsansi aki! ang dapa membunuh aau mengendalikan :irus+ bakeri+ ganggang+ #amur aau ragi. Selain iu+ selama penimpanan aau seelah dilakukanna hydrotest + air idak boleh diperahankan sampai beberapa hari. >nuk menghindari kemungkinan er#adina MI;+ pengurasan oal dan pengelapan hingga kering perlu dilakukan.
. Bate-i Penye.a. Ko-osi
7enomena korosi ang er#adi dapa disebabkan adana keberadaan dari bakeri. 6enis*#enis bakeri ang berkembang aiu 5
a. Bakeri reduksi sul!a Bakeri ini merupakan bakeri #enis anaerob membuuhkan lingkungan bebas oksigen aau lingkungan reduksi+ bakeri ini bersirkulasi di dalam air aerasi ermasuk laruan klorin dan oksidiser lainna+ hingga men,apai kondisi ideal unuk mendukung meabolisme. Bakeri ini umbuh pada oksigen rendah. Bakeri ini umbuh pada daerah*daerah kanal+ pelabuhan+ daerah air enang erganung pada lingkunganna. Bakeri ini mereduksi sul!a men#adi sul!i+ biasana erliha dari meningkana kadar 8S aau Besi sul!ida.Tidak adana sul!a+ beberapa urunan dapa ber!ungsi sebagai !ermener menggunakan ,ampuran organik seperi pru:nae unuk memproduksi asea+ hidrogen dan ;O+ banak bakeri #enis ini berisi enim hidrogenase ang mengkonsumsi hidrogen.
b. Bakeri oksidasi sul!ur*sul!ida Bakeri #enis ini merupakan bakeri aerob ang mendapakan energi dari oksidasi sul!i aau sul!ur. Bebarapa ipe bakeri aerob dapa eroksidasi sul!ur men#adi asam sul!urik dan nilai p8 men#adi 1. bakeriThioba,,ilus umumna diemukan di deposi mineral dan menebabkan drainase ambang men#adi asam.
,. Bakeri besi mangan oksida Bakeri memperoleh energi dari osidasi 7e= 7e&= dimana deposi berhubungan dengan bakeri korosi. Bakeri ini hampir selalu diemukan di Tuber,le (gundukan 8emispherikal berlainan ) di aas lubang pi pada permukaan ba#a. >mumna oksidaser besi diemukan di lingkungan dengan !ilamen ang pan#ang.
-. )E'IS*)E'IS MIKROOR&A'ISME 6enis*#enis mikroorganisme ang berperan dalam korosi mikrobial ermasuk alga+ #amur dan bakeri. & Alga dapa diemukan dalam hampir semua perairan mulai dari badan air a$ar sampai dengan badan air asin. Mikroorganisme ini menghasilkan oksigen keika mendapakan ,ahaa maahari (ber!oosinesis) dan menggunakan oksigen keika idak mendapakan sinar maahari. Keersediaan oksigen elah diemukan sebagai salah sau !akor uama dalam perisi$a korosi logam ang digunakan di badan air asin. Alga umbuh dengan baik pada emperaur & * 1"' o7 dan p8 D 3 %. 6amur erdiri aas srukur seperi #ala ang disebu miseliumH ang sebeulna merupakan hasil perumbuhan dari sau sel unggal aau spora. Miselium idak dapa bergerak dan dapa men,apai skala makroskopik pada #amur*#amur ang berumur ,ukup ua. 6amur hidup dengan memeabolisme bahan*bahan organik dan menghasilkan asam*asam
organik
ang
diekskresikan
sebagai
limbah aau
disekresikan sebagai salah sau mekanisme adapasi erhadap habiana. 6amur diemukan di anah dan perairan. Bakeri biasana dikelompokkan berdasarkan keerarikanna kepada oksigen. Spesies ang aerob memerlukan oksigen bebas unuk men#alankan !ungsi*!ungsi meabolismena sedangkan spesies ang anaerob idak memerlukanna. Meski demikian+ karena salah sau ,iri makhluk hidup adalah melakukan respirasiH aiu menggunakan oksigen selama hidupna+ bakeri anaerob pun memerlukan oksigen unuk hidup. Akan eapi+ oksigen ang diperlukan bukanlah oksigen bebas seperi pada bakeri aerob+ melainkan oksigen ang erdapa dalam benuk oksida. 0aparan erhadap oksigen bebas dalam #umlah besar #useru akan membua bakeri anaerob beralih ke keadaan idak aki! (dorman) dengan menurunkan dan menghenikan beberapa !ungsi meabolismena sampai kondisi oksigen di
lingkungan empa hidupna kembali men#adi ,ukup anaerob unuk bakeri ersebu men#adi aki! kembali. Selain bakeri aerob dan anaerob+ dikenal pula #enis bakeri !akulai! aerobH aiu bakeri ang dapa umbul baik dalam kondisi aerob maupun anaerob+ $alaupun kondisi aerob biasana lebih disukai. Meskipun demikian+ biasana kadar oksigen bebas ang diperlukan unuk kehidupan bakeri sema,am ini idaklah sebesar ang diperlukan oleh bakeri aerob sehingga bakeri !akulai! aerob dapa di#umpai hidup pada habia ang sama dengan bakeri anaerob+ khususna di lingkungan dengan kadar oksigen ang rendah. 8al ini dimungkinkan karena bakeri aerob menurunkan kadar oksigen seempa dengan menggunakanna unuk proses respirasi sehingga kondisi lingkungan men#adi ,ukup anaerob unuk perumbuhan bakeri anaerob. Berdasarkan benukna+ bakeri digolongkan men#adi bakeri berbenuk baang (basil)+ bula (,o,,us)+ anda koma (:ibrio) dan berserabu (mises). %. MIKROOR&A'ISME 7A'& MEMPEREPA% LA)$ KOROSI Keika suau mikroorganisme elah membenuk biofilm aau endomembran pada permukaan aau ,elah ( pit ) dari suau bahan+ erbenuk sebuah lingkungan mikro di dalam lapisan film aau membran adi ang kondisi p8+ kadar oksigen+ kadar oksigen erlaru (/O) dan bahan organikna dapa sanga berbeda dengan kondisi paramaer*parameer ersebu di bagian luarna (bul$ material ). 0erubahan parameer* parameer ersebu adi di dalam lingkungan mikro benukan mikroorganisme dapa memi,u er#adina reaksi*reaksi elekrokimia ang meningkakan la#u korosi. Mikroorganisme pada umumna memiliki kemampuan unuk membenuk membran eksrasel ang dapa melindungi mikroorganisme ersebu dari paparan erhadap bahan*bahan bera,un dari sekiarna namun eap memungkinkan nurisi unuk masuk menembusna.D Endomembran aau biofilm ang dibenuk oleh mikroorganisme bersi!a ahan erhadap berma,am*ma,am a kimia (ermasuk bakerisida) karena memang u#uan dihasilkanna lapisan ersebu adalah sebagai perisai bagi mikroorganisme ang bernaung di dalamna. 8asil peneliian bahkan menun#ukkan ada pula lapisan pelindung mikroorganisme ang mampu menguraikan a*a kimia penghamba korosi seperi sena$a*sena$a amina ali!aik dan niri sehingga menurunkan e!eki:ias penggunaan bahan*bahan ersebu. Reaksi meabolisme mikroorganisme ang berperan dalam korosi logam anara lain adalah produksi
sena$a*sena$a sul!ida+ asam dan amoniak sera pemindahan (deposisi) logam dan reaksi reduksi aau oksidasi logam. Berdasarkan mekanisme penebab korosi+ mikroorganisme dapa dikelompokkan sebagai beriku 5 a. Bakeri 0ereduksi Sul!a (Sulphate %educing #acteria & S%# ) ;onohna /esul!o:ibrio sp. Mereduksi anion sul!a men#adi asam sul!ida menuru reaksi 8&O=(a) = &SO'*(a) J &8S(g) = O(g) pada kondisi anaerob. Khas karena menghasilkan endapan logam sul!ida ang ber$arna hiam dan aroma uap hidrogen sul!ida. b. Bakeri 0engoksidasi Sul!ur dan Sul!ida (Sulphur and Sulphide 'xidiing #acteria & S'#) ;onohna A,idihioba,illus hiooidans. Mengoksidasi sul!ur dan anion sul!ida pada kondisi aerob men#adi anion sul!a ang sanga korosi! karena dapa menurunkan p8 sampai mendekai 1 sehingga dapa melarukan berma,am* ma,am logam. Reaksi ang berlangsung sebagai beriku 5 8&O=(a) = S*(a) J SO(g) = &8(g) SO(g) = O(g) J SO &(g) SO&(g) = '8O(l) J 8&O=(a) = 8SO&*(a) = O(g) 8SO&*(a) = O(g) J SO '*(a) = 8(g)
,. Bakeri 0engoksidasi Besi dan Mangan ( Iron and Manganese 'xidiing #acteria) ;onohna @allionella sp. Mengoksidasi 7e L Mn pada kondisi aerob men#adi 7e&=(a) L Mn=(a). d. Bakeri 0enghasil Asam ( (cid Producing #acteria) ;onohna 0seudomonas aeruginosa. Bakeri ermo!ilik aerob !akulai! ang menghasilkan ,ampuran asam lemah ang #enisna berganung pada bahan organik ang dikonsumsi.
e. 6amur 0enghasil Asam ( (cid Producing )ungi) ;onohna ;ladosporium resinae. Koloni ermo!ilik berbenuk lapisan seperi gel+ menghasilkan asam lemah ang #enisna berganung pada bahan organik ang dikonsumsi. ;onoh dari mikroorganisme dalam kaegori di aas erdapa pada Tabel .
1". LO&AM*LO&AM 7A'& RE'%A' ME'&ALAMI KOROSI MIKROBIAL Karena korosi mikrobial adalah mekanisme ang meningkakan la#u korosi+ semesina masalah ini akan lebih sering diemui pada ,ampuran logam ang lebih renan erhadap benuk*benuk korosi pada umumna (#enis korosi lain selain korosi mikrobial seperi elah disebukan sebelumna). 2ogam*logam ang diampilkan pada Tabel 1 ermasuk ba#a lunak+ ba#a ahan kara+ ,ampuran logam embaga+ ,ampuran logam nikel dan ,ampuran logam ianium. Se,ara umum+ ba#a lunak dapa menun#ukkan beragam ge#ala mulai dari korosi meneluruh sampai dengan kereakan. Ba#a lunak+ ba#a ahan kara+ ,ampuran aluminium+ embaga dan nikel seluruhna renan erhadap korosi mikrobial sedangkan ,ampuran ianium umumna ahan erhadap korosi mikrobial dalam kondisi lingkungan ang normal.
a. Ba+a Luna Kendala akiba korosi mikrobial elah didokumenasikan se,ara luas dalam sisem pemipaan+ angki penimpanan dan bangunan dalam air. Ba#a lunak sering digunakan dalam aplikasi ersebu karena biaana rendah namun saangna ermasuk logam ang mudah erkorosi. Ba#a lunak biasana dilapisi unuk melindungina dari korosi sedangkan perlindungan kaoda dapa pula digunakan dalam aplikasi erenu. @al:anisasi (pelapisan dengan seng) #amak digunakan unuk melindungi ba#a pada kondisi amos!er. 0elapisan dengan pen,elupan pada er bau bara dan aspal kerap digunakan pada bagian luar pipa dan angki ang dibenamkan di dalam anah sedangkan pelapisan dengan polimer digunakan pada lingkungan amos!er dan perairan. Akan eapi+ biofilm aau endomembran ,enderung erbenuk pada kerusakan berupa ,elah pada permukaan lapisan. Apalagi+ mikroorganisme ang menghasilkan asam diemukan mampu melarukan seng dan beberapa lapisan polimer. 11 Se#umlah kasus #uga elah didokumenasikan keika mikroorganisme mengakibakan pengelupasan pelapis dari logam ang dilapisina. 0erisi$a ini disebu delaminasi lapisan (coating delamination). Ke#adian ini mengakibakan logam ang dilapisi erpapar kondisi lingkungan sehingga dapa diumbuhi mikroorganisme. Sisem pengairan ang kurang berkualias dan komponen*komponen dengan bagian ang dapa mengakumulasi air ang idak bergerak sera debu sanga renan erhadap korosi mikrobial. /alam kondisi eksrem+ air ang dibiarkan diam anpa
pengolahan di dalam pipa
ba#a
lunak elah
mengakibakan korosi meneluruh di sepan#ang bagian ba$ah pipa. 0erisi$a ini eramai pada pipa*pipa ba$ah anah ang elah idak digunakan lagi selama kurun $aku erenu. 11 Banak kerusakan pipa pembangki lisrik #uga diemukan er#adi akiba menggunakan air ang belum diolah. Bakeri 0ereduksi Sul!a (Sulphate %educing #acteria & S%#) biasana merupakan pelaku uama dalam kasus*kasus seperi iu. 0erubahan dengan menggunakan bahan ang lebih ahan korosi idaklah selalu men#adi solusi ang paling epa manakala masalahna adalah korosi mikrobial. Misalna+ pengganian ba#a karbon men#adi ba#a ahan kara pada sebuah pembangki enaga nuklir $alaupun mampu mengurangi korosi akiba pengaruh kondisi amos!er+ hana mengakibakan perubahan masalah korosi mikrobial ang boleh #adi #useru
men#adi lebih parah. Tanah basah ang mengandung lumpur berperan besar dalam er#adina masalah akiba korosi mikrobial di ba$ah anah. Biasana dalam kasus*kasus ang demikian iu+ konsruksi logam ba$ah anah elah mengalami delaminasi dan korosi sebagai akiba perumbuhan biofilm aau endomembran. b. Ba+a %ahan Ka-at Ba#a ahan kara #uga mengalami masalah korosi mikrobial pada kondisi ang sama dengan ba#a lunak+ eruama kondisi keika air erakumulasi pada permukaan logam. Terdapa dua masalah ang eramai akiba er#adina korosi mikrobial pada ba#a ahan kara. 0erama+ ba#a ahan kara erkorosi pada la#u ang lebih ,epa eruama melalui korosi pada ,elah aau lubang ( pits) aau reakan (crac$s) ang er#adi pada bagian persambungan+ sudu dan ba$ah perangka. Kasus ini er#adi pada produk angki dan pipa ang sebelum digunakan+ diu#i dengan diisikan air anah ke dalamna kemudian disimpan anpa pen,u,ian dengan bahan disin!ekan aau anpa pengeringan ang sempurna.11 (/alam pengerian ilmu maerial+ ,elah aau lubang ( pits) berbeda dengan reakan (crac$s). Pits adalah lubang aau ,elah pada permukaan logam ang erbenuk akiba proses pengolahan ang kurang baik sedangkan crac$s adalah ,elah aau reakan pada permukaa logam ang erbenuk akiba adana keegangan ( stress) karena ekanan+ regangan aau puniran ang dialami oleh badan logam.%). Kedua+ korosi er#adi pada bagian ang bersebelahan dengan sambungan ang
dilas. Mikroorganisme menerang bagian di sekiar
sambungan ang dilas karena si!a logam ang idak seragam di bagian ersebu. Ba#a ahan kara ang mengandung DG aau lebih molibdenum+ diemukan ahan erhadap korosi mikrobial. ,.
Campuran Aluminium
Kasus korosi mikrobial ang paling sering er#adi erhadap aluminium adalah pada angki penimpanan bahan bakar. 11 Masalah biasana er#adi pada bagian ba$ah angki dan anarmuka bahan bakar dengan air. 0en,emar dalam bahan bakar seperi sur!akan dan garam*garam laru air dapa mem!asiliasi pembenukan biofilm aau endomembran pada sisem ini. 6amur dan bakeri adalah penebab uamana. Sebagian besar korosi pada angki bahan bakar disebabkan oleh #amur ;ladosporium resinae. Keberadaan #amur ini
Campuran Aluminium
menurunkan p8 sampai sekiar ' ang dapa merusak lapisan pelindung sekaligus logam ang dilapisina. Bakeri ang berperan dalam korosi ini ialah 0seudomonas aeruginosa. d. a30u-an %e3.a/a ;ampuran embaga banak digunakan pada sisem pemipaan ba$ah air dan renang erhadap korosi mikrobial. 0roduk mikroorganisme ang dapa merusak ,ampuran embaga anara lain karbon dioksida+ hidrogen sul!ida+ amoniak+ asam organik dan anorganik sera sena$a sul!ida lainna. 11 Korosi mikrobial eramai dalam ,ampuran embaga dalam benuk korosi pada ,elah aau lubang ( pitting corrosion)+ pemisahan ,ampuran logam (dealloying ) dan kereakan karena egangan akiba korosi ( stress corrosion crac$ing ). Semakin banak kadar embaga dalam suau ,ampuran logam+ biasana ,ampuran iu semakin idak ahan erhadap korosi. /alam kaian dengan ilmu mealurgi+ sena$a amoniak dan sul!ida elah banak dipela#ari karena si!a korosi!na erhadap ,ampuran embaga. e. a30u-an 'iel ikel dipilih sebagai salah sau komponen ,ampuran logam dalam pembuaan pompa air+ bilah urbin+ kaup dan mesin penguap karena lebih ahan erhadap gerusan daripada ,ampuran embaga sa#a. 11 amun+ beberapa ,ampuran nikel #uga renan mengalami korosi pada ,elah aau lubang ( pitting corrosion) #ika ,ukup lama erkena air ang idak bergerak. /engan parisipasi Bakeri 0ereduksi Sul!a (Sulphate %educing #acteria & S%#)+ eramai adana korosi pada ,elah aau lubang ( pitting corrosion)+ pemisahan ,ampuran logam (dealloying ) dan korosi anarparikel (intergranular corrosion). ;ampuran nikel ang se#auh ini dikeahui paling ahan erhadap korosi mikrobial adalah ,ampuran i*;rH laim disebu nikrom.
11. I'HIBISI PADA KOROSI MIKROBIAL Inhibisi korosi merupakan pelambaan reaksi korosi ang biasana diun#ukkan oleh subsansi (inhibior korosi) ang keika diambahkan se#umlah ke,il dalam lingkungan akan menurunkan la#u serangan lingkungan pada logam. Salah sau inhibior korosi mikrobiologis ang umum digunakan di indusri aiu arium 8ipoklori. Sena$a ini #uga dikeahuo mampu menghamba meabolism bakeri. Inhibior akan
menghamba la#u korosi bila kia masukkan dalam air karena membenuk lapisan proeki! aau pelindung inhibior kaodis akan membenuk lapisan hidroksida ang sukar laru. Sedangkan inhibior anodis akan membenuk anion ang dengan ion logam dapa membenuk persena$aan ang sukar laru. /alam prakikna+ inhibior ang sering diambahkan adalah5 a. Akali (inhibior kaodis) Biasana dibubuhkan aO8 ang dapa membenuk hidroksida ang sukar laru dan dapa meneralkan lingkungan asam. b. 0ersena$aan kroma aau bikroma (inhibior anodis) Sena$a kroma ang sering dibubuhkan adalah a ;rO' ,. 7os!a a&0O' dapa erionisasi men#adi 0O'* dimana dengan ion 7e &= ang ada dalam air akan membenuk garam (7e (0O')&) ang merupakan lapisan ipis eapi merupakan pelindung erhadap er#adina korosi d. Silika Biasana arium Silika (aSiO&) ang #ika bereaksi dengan besi dapa membenuk besi silika ang merupakan lapisan ang sukar laru dan pelindung dari korosi. Korosi #uga dapa di,egah dengan ,ara5 •
Memilih logam ang epa unuk suau lingkungan dengan kondisi*kondisina.
•
Memberi lapisan pelindung agar lapisan logam erlinding dari lingkunganna (di,a+ dilapisi logam ang lebih mulia+ dilapisi logam ang lebih mudah eroksidasi)
•
Memperbaiki lingkungan supaa idak korosi!
•
Memperbaiki konsruksi agar idak menimpan air+ lumpur dan a korosi! lainna. 0erisi$a korosi pada logam merupakan !enomena ang idak dapa dihindari+
namun dapa dihamba maupun dikendalikan unuk mengurangi kerugian dan men,egah dampak negai! ang diakibakanna. 0enanganan masalah korosi berkaian dengan pera$aan dan perbaikan !asilias produksi sera peralaan penun#ang lainna. Kegiaan ini harus dapa mengideni!ikasi+ menganisipasi dan menangani masalah korosi pada ala+ mesin dan !asilias nindusri se,ara keseluruhan.
0emanauan korosi perlu dilakukan se,ara periodi,. >paa menghamba la#u korosi harus erinegrasi dengan program pera$aan dan perbaikan sehingga diperoleh hasil ang erbaik. 0engendalian la#u korosi melalui pengendalian lingkungan umumna dilakukan
dengan men#aga
kelembaban udara
dan
pengendalian keasaman
lingkungan. 1. ME%ODE DE%EKSI DA' PEMA'%A$A' /eeksi a$al erhadap poensi er#adina korosi mikrobial pening sekali unuk men,egah kegagalan !ungsi perangka dan membengkakna biaa pera$aan. Meode deeksi ang paling umum melibakan pengambilan ,uplikan dari ,airan di dalam sisem dan memanau si!a !isik (di anarana adalah $arna+ aroma+ #umlah padaan erlaru+ kadar gas erlaru+ kadar anion dan kaion+ daa hanar lisrik dan emperaur)+ kimia (p8) dan biologisna (#enis dan #umlah koloni). Tu#uanna adalah unuk menemukan kondisi*kondisi ang memungkinkan pembenukan dan perumbuhan biofilm aau endomembran sehingga kondisi lingkungan inernal sisem dapa dikendalikan. 0emeriksaan :isual pada bagian*bagian ang dapa erliha perlu dilakukan se,ara ruin. Meode ambahan ang dapa digunakan er masuk penggunaan pengindera ( sensor ) elekrokimia dan ang lebih muakhirH menggunakan pengindera biologis (biosensor ).