Kesehatan Dan Keselamatan Kerja

Alat Pelindung Mata dan Wajah

By HSP,

Pekerja bisa terkena bahaya yang dapat menciderai mata dan wajah. OSHA mewajibkan manajemen untuk memastikan mata dan wajah pekerja terlindungi dari potensi bahaya ditempat kerja dengan menggunakan alat pelindung mata dan wajah yang tepat. Bahaya yang dapat mengancam mata dan wajah adalah seperti partikel yang berterbangan, bahan kimia cair, logam cair, bahan kimia asam atau basa, bahan kimia menguap dan gas serta radiasi cahaya. Banyak kejadian kecelakaan kerja yang melukai mata atau wajah akibat pekerja tidak menggunakan alat pelindung mata dan wajah atau menggunakan dengan cara yang tidak benar. Oleh karena itu manajemen perusahaan harus memastikan ketersediaan alat pelindung mata dan wajah yang sesuai dengan bahaya yang terdapat pada masing-masing area kerja.

Salah satu yang sering menjadi permasalahan didalam penggunaan alat pelindung mata adalah bagi pekerja yang menggunakan kacamata positip atau negatip (kacamata resep). Banyak perusahaan yang membolehkan menggunakan kacamata resep tanpa ditambah dengan kacamata pelindung (safety). Ada juga perusahaan yang memaksa pekerja menggunakan kacamata safety yang tidak bisa digunakan secara bersamaan dengan kacamata resep dan memaksa menanggalkan kacamata resep sehingga mengganggu penglihatan sipekerja. Kedua cara tersebut tidak dapat dibenarkan, menggunakan kacamata resep tanpa kacamata safety adalah berbahaya karena kacamata resep bukan kacamata pelindung, demikian juga menanggalkan kacamata resep dan memakai kacamata safety juga membahayakan karena mengganggu penglihatan pekerja. Oleh karena itu pihak manajemen perusahaan harus menyediakan kacamata pelindung yang bisa digunakan bersamaan dengan kacamata resep bagi pekerja yang membutuhkannya. Bahkan ada pemasok kacamata safety yang menyediakan kacamata pelindung yang bisa disatukan dengan kacamata resep.

Jenis-Jenis Alat Pelindung Mata dan Wajah

Dalam memilih jenis alat pelindung mata dan wajah yang sesuai dengan kebutuhan dan kondisi pekerja harus mempertimbangkan hal-hal berikut:

• Kemampuan alat tersebut untuk melindungi dari bahaya ditempat kerja yang spesifik.
• Kesesuaian dan kenyamanan untuk digunakan.
• Memberikan pandangan yang jelas dan keleluasaan bergerak yang tidak dibatasi.
• Tahan lama dan mudah dibersihkan.
• Secara fungsi dapat digunakan dengan APD lain jika diperlukan.

Sebaiknya membeli alat pelindung mata dan wajah dari pemasok yang sudah memiliki reputasi baik dan memiliki standar dalam penyediaan APD. Standar yang paling banyak digunakan dan direkomendasikan oleh OSHA adalah standar ANSI (American National Standard Institute) dengan nomor ANSI Z87.1-1989. Beberapa jenis alat pelindung mata dan wajah adalah sebagai berikut:

• Kacamata Safety; bahan kacamata ini memiliki kemampuan untuk melindungi mata dengan lensa yang tahan benturan dan frame dari palstik atau logam. Beberapa model memiliki perisai samping (Lihat gambar 1).
• Goggles; adalah kacamata pelindung yang menutupi semua area disekitar mata. Goggles dapat melindungi mata dari debu dan percikan bahan kimia cair. Goggles juga bisa digunakan bersamaan dengan kacamata resep karena disainnya yang lebih besar (lihat gambar 2).
• Perisai Pengelasan (Welding); umumnya dibuat dari fiberglass dan dilengkapi dengan lensa saring sehingga bisa melindungi mata dari luka bakar akibat radiasi sinar inframerah yang berasal dari pengelasan, perisai ini juga dapat melindungi wajah dari percikan api dan logam panas dari pengelasan. OSHA mensyaratkan lensa filter memiliki nomor peneduh (shade number) yang bisa diatur sesuai dengan radiasi sinar pada saat pengelasan (lihat gambar 3).
• Kacamata Pengaman Laser; kacamata ini khsusus dibuat untuk melindungi mata dari sinar laser. Pemilihan jenis kacamata ini tergantung pada peralatan dan kondisi operasi ditempat kerja.
• Perisai Wajah; terbuat dari lembaran plastic transparan yang dapat menutupi semua wajah yang dapat melindungi semua wajah dari percikan atau semprotan cairan atau debu berbahaya. Tetapi perisai wajah tidak dapat melindungi dari bahaya benturan dan karena itu harus digunakan bersamaan dengan kacamata safety untuk perlindungan terhadap benturan (lihat gambar 4).

Setiap jenis pelindung mata dan wajah tersebut dirancang untuk melindungi dari bahaya secara specific, oleh karena itu perlu dilakukan identifikasi bahaya sebelum menentukan jenis al

Alat Pelindung Kepala

By HSP,

(Ditulis oleh: Ismail. A)

Perlindungan terhadap kepala merupakan hal yang sangat penting, karena cidera kepala dapat berakibat fatal bagi pekerja. Alat pelindung kepala yang dikenal dengan helem pengaman terbuat dari material yang tahan benturan sehingga mampu melindungi kepala dari cidera jika terjadi benturan keras atau terkena benda tajam, helem pengaman juga dapat melindungi pekerja dari sengatan listrik. Helem wajib digunakan oleh pekerja manakala:

• Terdapat potensi benda jatuh dan mengenai kepala.
• Terdapat potensi benturan dengan benda keras baik yang tetap atau bergerak.
• Terdapat potensi kepala terkena sengatan listrik.

Beberapa contoh pekerjaan yang membutuhkan helem pengaman adalah pekerja konstruksi, pekerja listrik, pekerja pemotong kayu, tukang las, pemasangan pipa dan lain-lain. Secara umum alat pelindung kepala (helem keselamatan) harus memenuhi kriteria berikut:

• Tahan terhadap penetrasi atau tusukan dari benda.
• Dapat menyerap kejutan pukulan.
• Tahan terhadap air dan tidak mudah terbakar.
• Memiliki intruski penggunaan yang jelas dan memiliki sistem perubah atau penggantian suspensi dan ikat kepala.

OSHA merekomendasikan untuk menggunakan helem pengaman yang memenuhi standar ANSI Z89.1-1986.

Jenis-Jenis Helem Pengaman

Terdapat beberapa jenis helem pengaman yang dijual dipasaran. Selain memilih helem pengaman yang memenuhi standar ANSI, kita juga harus memastikan memilih jenis helem yang tepat untuk melindungi pekerja dari jenis bahaya yang ada ditempat kerja masing-masing sesuai dengan hasil analisis bahaya yang sudah dilakukan. Secara garis besar helem pengaman industri dibagi menjadi tiga kategori, yaitu:

• Kelas A

Memberikan perlindungan terhadap benturan benda jatuh dan penetrasi benda keras serta perlindungan terhadap sengatan listrik hingga 2,200 volt.

• Kelas B

Memberikan perlindungan terhadap benturan benda jatuh dan penetrasi benda keras serta perlindungan terhadap sengatan listrik hingga 20,000 volt.

• Kelas C

Memberikan perlindungan terhadap benturan benda jatuh, ringan dan nyaman akan tetapi tidak memberikan perlindungan terhadap sengatan listrik.

Terdapat jenis lain selain dari tiga kategori diatas yang dijual dipasaran yang dikenal dengan “bumb hat”, jenis ini dirancang untuk area kerja yang rendah sehingga mudah terbentur atau tergores dan tidak dirancang untuk benturan benda jatuh karena tidak memenuhi standar ANSI.

Hal lain yang menjadi pertimbangan dalam memilih helem pelindung adalah ukuran dan kemudahan perawatan. Ukuran helem yang terlalu besar atau kecil tidak akan memberikan perlindungan maksimal terhadap kepala disamping tidak nyaman pada saat digunakan. Helem pengaman harus pas untuk kepala sipemakai, biasanya selalu ada beberapa ukuran yang dilengkapi dengan sistem perubah sehingga dapat disesuaikan dengan ukuran kepala. Beberapa jenis helem dilengkapi dengan asesories yang berfungsi untuk kompatibilitas dengan APD lain, seperti slot untuk penutup telinga, kacamata pengaman, pelindung wajah dan lampu senter. Semua asesories yang ditambahak tidak boleh mengurangi atau mempengaruhi fungsi perlindungan kepala dari helem tersebut.

Helem pengaman harus dibersihkan secara berkala agar terawat dan tahan lama. Sebaiknya setiap dilakukan pengecekan terhadap tali pengikat, sistem suspensi, dan bagian topi untuk memastikan tidak ada keretakan atau lobang dan kerusakan lainnya yang dapat membahayakan sipengguna. Beberapa jenis pembersih organic dapat merusak atau menurunkan daya tahan helem, dan sangat disarankan untuk berkonsultasi dengan pemasok tentang tatacara pembersihan dan perawatan helem.

Alat Pelindung Telinga

Posted on Januari 7, 2009 by Prabu

13 Votes

Alat pelindung telinga adalah alat untuk menyumbat telinga atau penutup telinga yang digunakan atau dipakai dengan tujuan melindungi, mengurangi paparan kebisingan masuk kedalam telinga. Fungsinya adalah menurunkan intensitas kebisingan yang mencapai alat pendengaran. Alat pelindung umumnya dapat dibedakan menjadi:

1. Sumbat Telinga (Ear Plug)

Ukuran, bentuk, dan posisi saluran telinga untuk tiap-tiap individu berbeda-beda dan bahkan antar kedua telinga dari individu yang sama berlainan. Oleh karena itu sumbat telinga harus dipilih sesuai dengan ukuran, bentuk, posisi saluran telinga pemakainya. Diameter saluran telinga berkisar antara 3-14 mm, tetapi paling banyak 5-11 mm. Umumnya bentuk saluran telinga manusia tidak lurus, walaupun sebagian kecil ada yang lurus. Sumbat telinga dapat mengurangi bising sampai dengan 30 dB.

Sumbat telinga dapat terbuat dari kapas (wax), plastik karet alamai dan sintetik, menurut cara penggunannya, di bedakan menjadi ‘disposible ear plug”, yaitu sumbat telinga yang digunkan untuk sekali pakai saja kemudian dibuang, misalnya sumbat telinga dari kapas, kemudian cara pengguanan yang lain yaitu, “non dispossible ear plug” yang digunakan waktu yang lama terbuat dari karet atau plastik cetak.

Dalam pemakaiannya sumbat telinga mempunyai keuntungan dan kerugian. Keuntungan dari pemakaian sumbat telinga yaitu :

a. Mudah dibawa karena ukurannya yang kecil

b. Relatif lebih nyaman dipakai ditempat kerja yang panas

c. Tidak membatasi gerak kepala

d. Harga relative murah daripada tutup telinga (earmuff)

e. Dapat dipakai dengan efektif tanpa dipengaruhi oleh pemakaian kacamata, tutup kelapa, anting-anting dan rambut

Sedangkan Kerugiannya antara lain:

a. Memerlukan waktu yang lebih lama dari tutup telingan untuk pemasangan yang tepat.

b. Tingkat proteksinya lebih kecil dari tutup telinga

c. Sulit untuk memonitor tenaga kerja apakah memakai APT karena sukar dilihat oleh pengawas

d. Hanya dapat dipakai oleh saluran telingan yang sehat

e. Bila tangan yang digunakan untuk memasang sumbat telinga kotor, maka saluran telinga akan mudah terkena infeksi karena iritasi.

2. Tutup telinga (ear muff)

Tutup telinga terdiri dari dua buah tudung untuk tutup telinga, dapat berupa cairan atau busa yang berfungsi untuk menyerap suara frekuensi tinggi. Pada pemakaian yang lama, sering ditemukan efektifitas telinga menurun yang disebabkan oleh bantalan mengeras dan mengerut akibat reaksi bahan bantalan dengan minyak kulit dan keringat. Tutup telinga digunakan untuk mengurangi bising s/d 40-50 dB dengan frekuensi 100-8000Hz. Keuntungan dari tutup telinga (earmuff) adalah :

a. Satu ukuran tutup telinga dapat digunakan oleh beberapa orang dengan ukuran telingan yang berbeda.

b. Mudah dimonitor pemakaiannya oleh pengawas.

c. Dapat dipakai yang terkena infeksi (ringan).

d. Tidak mudah hilang

Kerugian dari tutup telinga adalah :

a. Tidak nyaman dipakai ditempat kerja yang panas

b. Efektifitas dan kenyamanan pemakaiannya, dipengaruhi oleh pemakaian kacamata, tutup kepala, anting-anting, rambut yang menutupi telinga

c. Tidak mudah dibawa atau disimpan

d. Dapat membatasi gerakan kepala pada ruang kerja yang agak sempit.

e. Harganya relative lebih mahal dari sumbat telinga

3.      PERLINDUNGAN TANGAN

Kontak pada kulit tangan merupakan permasalahan yang sangat penting apabila terpapar bahan kimia yang korosif dan beracun. Sarung tangan menjadi solusi bagi Anda. Tidak hanya melindungi tangan terhadap karakteristik bahaya bahan kimia tersebut, sarung tangan juga dapat memberi perlindungan dari peralatan gelas yang pecah atau rusak, permukaan benda yang kasar atau tajam, dan material yang panas atau dingin.

Bahan kimia dapat dengan cepat merusak sarung tangan yang di pakai jika tidak dipilih bahannya dengan benar berdasarkan bahan kimia yang ditangani. Selain itu, kriteria yang lain adalah berdasarkan pada ketebalan dan rata-rata daya tembus atau terobos bahan kimia ke kulit tangan. Sarung tangan harus secara periodik diganti berdasarkan frekuensi pemakaian dan permeabilitas bahan kimia yang ditangani. Jenis sarung tangan yang sering dipakai di laboratorium, diantaranya, terbuat dari bahan karet, kulit dan pengisolasi (asbestos) untuk temperatur tinggi. Jenis karet yang digunakan pada sarung tangan, diantaranya adalah karet butil atau alam, neoprene, nitril, dan PVC (Polivinil klorida). Semua jenis sarung tangan tersebut dipilih berdasarkan bahan kimia yang akan ditangani. Sebagai contoh, sarung tangan yang terbuat dari karet alam baik apabila bekerja dengan Ammonium hidroxida, tetapi tidak baik bila bekerja dengan Dietil eter.

Naruto Shippuden Episode Terbaru

Superkonduktor

Superkonduktor belakangan ini menjadi topik pembicaraan dan penelitian yang paling populer. Superkonduktor menjanjikan banyak hal bagi kita, misalnya transmisi listrik yang efisien (tak ada lagi kehilangan energi selama transmisi). Memang saat ini penggunaam superkonduktor belum praktis, dikarenakan masalah perlunya pendinginan (suhu kritis superkonduktor masih jauh di bawah suhu kamar). Tulisan singkat berikut mengajak Anda mengenal lebih jauh superkonduktor.
Superkonduktor adalah suatu material yang tidak memiliki hambatan dibawah suatu nilai suhu tertentu. Suatu superkonduktor dapat saja berupa suatu konduktor, semikonduktor ataupun suatu insulator pada keadaan ruang. Suhu dimana terjadi perubahan sifat konduktivitas menjadi superkonduktor disebut dengan temperatur kritis (T_c).
Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh seorang fisikawan Belanda, Heike Kamerlingh Onnes, dari Universitas Leiden pada tahun 1911. Pada tanggal 10 Juli 1908, Onnes berhasil mencairkan helium dengan cara mendinginkan hingga 4 K atau ? 269oC. Kemudian pada tahun 1911, Onnes mulai mempelajari sifat-sifat listrik dari logam pada suhu yang sangat dingin. Pada waktu itu telah diketahui bahwa hambatan suatu logam akan turun ketika didinginkan dibawah suhu ruang, akan tetapi belum ada yang dapat mengetahui berapa batas bawah hambatan yang dicapai ketika temperatur logam mendekati 0 K atau nol mutlak. Beberapa ahli ilmuwan pada waktu itu seperti William Kelvin memperkirakan bahwa elektron yang mengalir dalam konduktor akan berhenti ketika suhu mencapai nol mutlak. Dilain pihak, ilmuwan yang lain termasuk Onnes memperkirakan bahwa hambatan akan menghilang pada keadaan tersebut. Untuk mengetahui yang sebenarnya terjadi, Onnes kemudian mengalirkan arus pada kawat merkuri yang sangat murni dan kemudian mengukur hambatannya sambil menurunkan suhunya. Pada suhu 4,2 K, Onnes terkejut ketika mendapatkan bahwa hambatannya tiba-tiba menjadi hilang. Arus mengalir melalui kawat merkuri terus menerus. Kurva hasil pengamatan Onnes digambarkan pada gambar 1.
Dengan tidak adanya hambatan, maka arus dapat mengalir tanpa kehilangan energi. Percobaan Onnes dengan mengalirkan arus pada suatu kumparan superkonduktor dalam suatu rangkaian tertutup dan kemudian mencabut sumber arusnya lalu mengukur arusnya satu tahun kemudian ternyata arus masih tetap mengalir. Fenomena ini kemudian oleh Onnes diberi nama superkondutivitas. Atas penemuannya itu, Onnes dianugerahi Nobel Fisika pada tahun 1913.
Penemuan lainnya yang berkaitan dengan superkonduktor terjadi pada tahun 1933. Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor akan menolak medan magnet. Sebagaimana diketahui, apabila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet, suatu arus induksi akan mengalir dalam konduktor tersebut. Prinsip inilah yang kemudian diterapkan dalam generator. Akan tetapi, dalam superkonduktor arus yang dihasilkan tepat berlawanan dengan medan tersebut sehingga medan tersebut tidak dapat menembus material superkonduktor tersebut. Hal ini akan menyebabkan magnet tersebut ditolak. Fenomena ini dikenal dengan istilah diamagnetisme dan efek ini kemudian dikenal dengan efek Meissner. Efek Meissner ini sedemikian kuatnya sehingga sebuah magnet dapat melayang karena ditolak oleh superkonduktor, gambar 2. Medan magnet ini juga tidak boleh terlalu besar. Apabila medan magnetnya terlalu besar, maka efek Meissner ini akan hilang dan material akan kehilangan sifat superkonduktivitasnya.
Dengan berlalunya waktu, ditemukan juga superkonduktor-superkonduktor lainnya. Selain merkuri, ternyata beberapa unsur-unsur lainnya juga menunjukkan sifat superkonduktor dengan harga T_c yang berbeda. Sebagai contoh, karbon juga bersifat superkonduktor dengan T_c 15 K. Hal yang ironis adalah logam emas, tembaga dan perak yang merupakan logam konduktor terbaik bukanlah suatu superkonduktor.
Pada tahun 1986 terjadi sebuah terobosan baru di bidang superkonduktivitas. Alex Müller and Georg Bednorz, peneliti di Laboratorium Riset IBM di Rüschlikon, Switzerland berhasil membuat suatu keramik yang terdiri dari unsur Lanthanum, Barium, Tembaga, dan Oksigen yang bersifat superkonduktor pada suhu tertinggi pada waktu itu, 30 K. Penemuan ini menjadi spektakuler karena keramik selama ini dikenal sebagai isolator. Keramik tidak menghantarkan listrik sama sekali pada suhu ruang. Hal ini menyebabkan para peneliti pada waktu itu tidak memperhitungkan bahwa keramik dapat menjadi superkonduktor. Penemuan ini membuat keduanya diberi penghargaan hadiah Nobel setahun kemudian.
Penemuan demi penemuan dibidang superkonduktor kini masih saja dilakukan oleh para peneliti di dunia. Penemuan lainnya yang juga fenomenal adalah berhasil disintesanya suatu bahan organik yang bersifat superkonduktor, yaitu (TMTSF)2PF6. Titik kritis senyawa organik ini masih sangat rendah yaitu 1,2 K.
Pada bulan Februari 1987, ditemukan suatu keramik yang bersifat superkonduktor pada suhu 90 K. Penemuan ini menjadi penting karena dengan demikian dapat digunakan nitrogen cair sebagai pendinginnya. Karena suhunya cukup tinggi dibandingkan dengan material superkonduktor yang lain, maka material-material tersebut diberi nama superkonduktor suhu tinggi.Suhu tertinggi suatu bahan menjadi superkonduktor hingga saat ini adalah 138 K, yaitu untuk suatu bahan yang memiliki rumus Hg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8.33.
Superkonduktor kini telah banyak digunakan dalam berbagai bidang. Hambatan tidak disukai karena dengan adanya hambatan maka arus akan terbuang menjadi panas. Apabila hambatan menjadi nol, maka tidak ada energi yang hilang pada saat arus mengalir. Penggunaan superkonduktor dibidang transportasi memanfaatkan efek Meissner, yaitu pengangkatan magnet oleh superkonduktor. Hal ini diterapkan pada kereta api supercepat di Jepang yang diberi nama The Yamanashi MLX01 MagLev train, gambar 3. Kereta api ini melayang diatas magnet superkonduktor. Dengan melayang, maka gesekan antara roda dengan rel dapat dihilangkan dan akibatnya kereta dapat berjalan dengan sangat cepat, 343 mph atau sekitar 550 km/jam.
Penggunaan superkonduktor yang sangat luas tentu saja dibidang listrik. Generator yang dibuat dari superkonduktor memiliki efisiensi sebesar 99 an ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator yang menggunakan kawat tembaga. Suatu perusahaan amerika, American Superconductor Corp. diminta untuk memasang suatu sistem penstabil listrik yang diberi nama Distributed Superconducting Magnetic Energy Storage System (D-SMES). Satu unit D-SMES dapat menyimpan energi listrik sebesar 3 juta Watt yang dapat digunakan untuk menstabilkan listrik apabila terjadi gangguan listrik. Untuk transmisi listrik, pemerintah Amerika Serikat dan Jepang berencana untuk menggunakan kabel superkonduktor dengan pendingin nitrogen untuk menggantikan kabel listrik bawah tanah yang terbuat dari tembaga. Dengan menggunakan kabel superkonduktor, arus yang dapat ditransmisikan akan jauh meningkat. 250 pon kabel superkonduktor dapat menggantikan 18.000 pon kabel tembaga mengakibat efisiensi sebesar 7000 ari segi tempat.
Dibidang komputer, superkonduktor digunakan untuk membuat suatu superkomputer dengan kemampuan berhitung yang fantastis. Di bidang militer, HTS-SQUID digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau laut. Superkonduktor juga digunakan untuk membuat suatu motor listrik dengan tenaga 5000 tenaga kuda.
Berdasarkan perkiraan yang kasar, perdagangan superkonduktor di dunia diproyeksikan untuk berkembang senilai $90 trilyun pada tahun 2010 dan $200 trilyun pada tahun 2020. Perkiraan ini tentu saja didasarkan pada asumsi pertumbuhan yang linear. Apabila superkonduktor baru dengan suhu kritis yang lebih tinggi telah ditemukan, pertumbuhan dibidang superkonduktor akan terjadi secara luar biasa.

Di dunia ini hampir semua logam dapat tertarik oleh magnet, contohnya besi, baja, nikel, dll. Dan tahukah anda  bahwa logam dapat menahan daya tarik magnet ? logam yang satu ini memang bisa menahan magnet seperti sedang melayang baik magnet maupun logam itu sendiri tetapi pada suhu tertentu

Gambar 1 : logam super conduktor (bawah)

Itu adalah logam super conduktor, jika di lhat dari namanya, super adalah lebih dari yang lain sedangkan conduktor adalah salah satu sifat logam yang dapat menghantarkan listrik. Superkonduktivitas atau super konduktor ditemukan pada tanggal 8 April 1911 oleh Heike Kamerlingh Onnes, yang sedang belajar perlawanan merkuri padat pada suhu kriogenik menggunakan baru saja diproduksi helium cair sebagai pendingin. Pada suhu 4,2 K, ia mengamati bahwa perlawanan tiba-tiba menghilang. Dalam percobaan yang sama, ia juga mengamati transisi superfluida helium sebesar 2,2 K, tanpa mengenal maknanya. Yang tepat tanggal dan keadaan penemuan hanya direkonstruksi abad kemudian, ketika notebook Onnes itu ditemukan.  Dalam beberapa dekade berikutnya, superkonduktivitas diamati pada beberapa bahan lainnya. Pada tahun 1913, dia menemukan superconduct pada 7 K, dan pada tahun 1941 niobium nitrida ditemukan superconduct pada 16 K.

Superkonduktor adalah fenomena hambatan listrik bernilai nol dan pembelokan  medan magnet yang terjadi pada bahan-bahan tertentu ketika didinginkan di bawah temperatur kritis karakteristik.. Seperti ferromagnetism dan garis spektrum atom, superkonduktivitas adalah fenomena kuantum mekanik. Hal ini ditandai dengan efek Meissner, pengusiran lengkap garis medan magnet dari interior superkonduktor karena transisi ke wilayah superkonduktor. Terjadinya efek Meissner menunjukkan superkonduktivitas yang tidak dapat dipahami hanya sebagai idealisasi konduktivitas sempurna dalam fisika klasik

Gambar 2 : medan magnet akibat pembelokan dari logam superkonduktor

Para tahanan listrik dari konduktor logam menurun secara bertahap karena suhu diturunkan. Pada konduktor biasa, seperti tembaga atau perak. Dan hampir mendekati nol mutlak, contoh nyata konduktor normal yang menunjukkan beberapa perlawanan terhadap medan magnet. Dalam superkonduktor, perlawanan turun tiba-tiba menjadi nol ketika material didinginkan di bawah temperatur kritis. Arus listrik yang mengalir dalam loop kawat superkonduktor dapat bertahan tanpa batas waktu tanpa sumber listrik

Superkonduktor membutuhkan suhu yang sangat dingin, pada urutan 39 kelvin (minus 234 C, dikurangi 389 F) untuk superkonduktor konvensional. Kawat merkuri padat yang Kamerlingh Onnes digunakan suhu yang diperlukan di bawah 4,2 K (minus 269,0 C, dikurangi 452,1 F). Bahkan yang disebut superkonduktor suhu tinggi hanya bekerja sihir mereka di bawah 130 K (minus 143 C, dikurangi 225,7 F).

Kegunaan Logam Superconduktor Dalam Dunia Transportasi

Gambar 3 : kereta Yamanashi MLX01

Magnetik-levitasi adalah sebuah aplikasi di mana superkonduktor tampil sangat baik. Kendaraan transportasi seperti kereta api dapat dibuat untuk melayang  pada magnet superkonduktor yang kuat, hampir menghilangkan gesekan antara kereta api dan jalurnya. Tidak hanya akan elektromagnet konvensional membuang banyak energi listrik sebagai panas, mereka harus secara fisik jauh lebih besar dari magnet superkonduktor. Sebuah landmark untuk penggunaan komersial teknologi maglev terjadi pada tahun 1990 ketika memperoleh status sebuah proyek yang didanai secara nasional di Jepang. Menteri Transportasi resmi pembangunan Yamanashi Maglev Uji Jalur yang dibuka pada tanggal 3 April 1997. Pada bulan Desember 2003, uji kendaraan MLX01 mencapai kecepatan yang luar biasa dari 361 mph (581 kph).

      Meskipun teknologi kini telah terbukti, penggunaan yang lebih luas kendaraan maglev telah dibatasi oleh kekhawatiran politik dan lingkungan (medan magnet yang kuat dapat membuat bio-hazard). Pertama di dunia kereta api maglev untuk diadopsi ke layanan komersial, antar-jemput di Birmingham, Inggris, ditutup pada 1997 setelah beroperasi selama 11 tahun. Sebuah maglev Sino-Jerman saat ini beroperasi selama 30-km kursus di Bandara Internasional Pudong di Shanghai, Cina. AS berencana untuk menempatkan yang pertama (non-superkonduktor) Maglev kereta ke dalam operasi di kampus Virginia perguruan tinggi. 

V

Superkonduktivitas adalah suatu fenomena dimana hambatan listrik sama dengan nol dan terjadinya tolakan medan magnet yang terjadi ketika suatu bahan didinginkan dibawah temperature tertentu (suhu kritis). Peristiwa ini menjanjikan banyak manfaat bagi kita misalnya transmisi listrik yang sangat efisien . Mari kita bahas lebih lanjut untuk mengenal lebih dalam tentang superkonduktor.
Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh Heike Kamerlingh Onnes pada tanggal 8 April 1911 di Leiden. Awalnya Onnes berhasil mencairkan gas helium yang didinginkan hingga suhu 4 K atau (-269OC). Pada Tahun 1911, Onnes mulai mempelajari sifat-sifat logam pada suhu yang sangat dingin.  Kemudian dia mengalirkan arus pada logam merkuri yang sangat murni yang didinginkan. Onnes menemukan bahwa pada suhu 4,2 K hambatan listrik pada logam merkuri tiba-tiba menghilang atau nol dan arus dapat mengalir terus menerus tanpa kehilangan energi (supercurrrent). Fenomena inilah yang dinamakan superkonduktivitas oleh Onnes yang membuatnya dianugrahi Nobel Fisika 2 tahun kemudian.
Pada tahun 1933. Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor akan menolak medan magnet. Seperti yang kita ketahui bahwa, apabila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet, suatu arus induksi akan mengalir dalam konduktor tersebut. Tetapi hal yang mengejutkan dalam suatu superkonduktor, arus yang dihasilkan  berlawanan dengan medan magnet tersebut sehingga medan tersebut tidak dapat menembus superkonduktor tersebut. Hal ini akan menyebabkan magnet tersebut ditolak bahkan dapat membuat membuat magnet melayang. Fenomena ini dikenal dengan istilah diamagnetisme dan efek ini kemudian dikenal dengan efek Meissner.
Penerapan superkonduktor.
Pada tahun 2003 tiga orang ilmuwan diberi Nobel Fisika yakni Alexei abrikosov, Anthony legget dan Vitally Ginzburg, akibat temuan mereka mengenai perkembangan teori superkonduktor. Mereka menemukan aplikasi superkonduktor, yakni sebuah alat pencitra/pendiagnosa yang disebut Magnetic Resonance Imaging / MRI. MRI mempunyai pencitraan dengan resolusi sangat tinggi, melebihi CT SCAN, yang  dapat digunakan sebagai pendiagnosa otak manusia.
Dibidang kelistrikan, Generator yang menggunakan superkonduktor memiliki efisiensi sebesar 99% dan memiliki ukuran yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator yang menggunakan kawat tembaga.
Dibidang transportasi, Kereta JR-Maglev MLX01 telah mencapai 581 km / jam (367 mph), sedikit lebih cepat daripada kereta api beroda (rekor kecepatan TGV saat ini adalah 574,8 km / jam, 357,0 mph). kereta ini menggunakan magnet superkonduktor untuk ukuran yang besar, dan menggunakan-jenis suspensi elektrodinamik (EDS). Sebagai perbandingan Transrapid menggunakan electromagnets and attractive-type electromagnetic suspension (EMS). “Superconducting Maglev Shinkansen” ini  dikembangkan oleh Perusahaan Jepang Central Railway (JR Central) dan Heavy Industries Kawasaki, saat ini kereta api tercepat di dunia, mencapai rekor kecepatan 581 km / jam pada tanggal 2 Desember 2003.
Dibidang komputer, superkonduktor digunakan untuk membuat suatu superkomputer dengan kemampuan berhitung yang fantastis.
Di bidang militer, HTS-SQUID digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau laut. Superkonduktor juga digunakan untuk membuat suatu motor listrik dengan tenaga 5000 tenaga kuda.
Penemuan demi penemuan dibidang superkonduktor kini masih saja dilakukan oleh para peneliti di dunia. Apabila superkonduktor baru dengan suhu kritis yang lebih tinggi telah ditemukan, pertumbuhan dibidang superkonduktor akan terjadi secara luar biasa.

Superkonduktor Suhu Tinggi, Cara Mudah Mencurangi Gravitasi

Superkonduktor mempunyai sifat sulit ditembus oleh medan magnetik eksternal, rata-rata medan magnetik eksternal biasanya hanya mampu menembus sekitar 100 nm ke dalam superkonduktor tersebut. Sehingga superkonduktor mempunyai sifat diamagnetik, misal dalam kasus logam lain yang berada di atas superkonduktor (atau sebaliknya), maka superkonduktor akan menjaga jarak dengan logam tersebut di atasnya (tidak melekat) karena medan magnetik dari logam tersebut sulit menembus keseluruhan internal dari superkonduktor, Karena medan magnetik eksternal akan menghasilkan arus pada permukaan superkonduktor yang kemudian akan menghasilkan medan magnet dari dalam superkonduktor yang melawan medan magnet eksternal (membentuk medan magnetik ‘mirror’) sehingga medan magnet eksternal sulit menembus interior dari superkonduktor. Peristiwa ini disebut Efek Meissner, yang hanya akan terjadi jika medan magnet eksternal tidak cukup besar.

Gambar 1. Medan magnet tidak menembus keseluruhan interior superkonduktor

Gambar 2. Efek Meissner

Akan tetapi untuk menghasilkan keadaan atau kondisi superkonduktor membutuhkan syarat yaitu suhu kritis (Tc), suhu kritis ini bervariasi dari tiap material, suhu kritis ini biasanya antara 0K sampai 130K, di bawah suhu kritis akan menghasilkan hambatan bernilai 0 dan bersifat diamagnetik. Dari penelitian, logam murni seperti emas atau tembaga yang di suhu ruang merupakan konduktor yang sangat baik, justru mempunyai suhu kritis yang ekstrim, di bawah 4K untuk menjadi superkonduktor. Adalah keramik yang mempunyai titik kritis cukup tinggi, di atas titik didih nitrogen cair, sehingga lebih mudah untuk diaplikasikan. Padahal keramik adalah isolator yang baik pada suhu ruang.

Tabel 1. Material superkonduktor dan suhu kritisnya (Tc)

Superkonduktor suhu tinggi berarti dapat menghemat biaya, dimana 1 liter helium cair yaitu sekitar USD 5, sedangkan nitrogen cair hanya sekitar USD 0.5 per liter.  

YBCO (YBa₂Cu₃O₇ = Yttrium Barium Tembaga Oksida)

Ø  Superkonduktor Tipe II

Ø  Superkonduktor suhu tinggi

Ø  Suhu Kritis (Tc) : 90 Kelvin

Ø  Struktur Kristal : Perovskits

Gambar 3. Strukutur Perovskits dari YBCO

YBCO jenis ini biasa disebut komponen 1-2-3, angka cacah 1,2, dan 3 dilihat dari kuantitas unsur Y, Ba, dan Cu pada senyawa YBa₂Cu₃O₇. Dengan struktur perovskits (ABX₃), kelipatan tiga dari unit sel perovskits menghasilkan 9 atom oksigen, sementara YBa₂Cu₃O₇ memiliki 7 atom oksigen, sehingga disebut struktur perovskits yang kekurangan oksigen. Elemen kunci dari senyawa ini adalah kehadiran bidang yang mengandung atom-atom Cu dan O yang saling  terikat. Ikatan kimia Cu-O membuat material ini menjadi konduktor listrik yang sangat baik.

Akan tetapi, YBCO ini sangat sensitif dengan oksigen, oksigen dapat keluar dan masuk dengan cukup mudah, apabila oksigen berkurang sedikit saja maka titik kristisnya akan menurun. Dengan mempunyai titik kritis yaitu di atas suhu nitrogen cair ( > 77K), maka material ini lebih mudah untuk diaplikasikan. Akan tetapi apabila pada senyawa ini kandungan oksigen (O) pada senyawa lebih dari 7 atau kurang dari 6.3, sifat superkonduktor tidak akan ditemui.

Gambar 4. Grafik suhu kritis terhadap depresiasi dari oksigen dalam YBCO

Titik kritis maksimum material ini, yaitu 95K , ketika x ~ 0.07 , serta mencapai tahanan medan magnet terbesar, yaitu 120 Tesla untuk medan magnet eksternal yang tegak lurus dengan bidang CuO₂, serta 250 Tesla untuk medan magnet eksternal yang sejajar dengan bidang CuO₂. Penetrasi ke dalam superkonduktor yang dimungkinkan diakibatkan dari medan magnetik eksternal adalah sebesar 120nm pada bidang ab, dan 800nm sepanjang c axis.

Sintesis YBa₂Cu₃O₇

Metode paling sederhana untuk membuat superkonduktor Tc tinggi adalah reaksi termokimia solid – state meliputi: pencampuran, kalsinasi (pemanasan pada suhu tinggi di bawah titik lebur untuk menghasilkan oksida) dan sinterasi (pemanasan pada suhu tinggi di bawah titik lebur untuk memadatkan partikel campuran). Bubuk pencetus yang tepat biasanya berupa oksida dan karbonat dicampur dalam jumlah yang tepat pada ball mill. Bubuk ini kemudian dikalsinasi pada temperature 800⁰C – 950⁰C selama beberapa jam. Bubuk ini kemudian didinginkan, digiling dan dikalsinasi kembali. Proses ini dilakukan berulangkali hingga diperoleh campuran bahan yang homogen. Setelah homogen, bubuk ini kemudian dipadatkan dalam bentuk butiran dan disinterasi. Lingkungan pensinterasian seperti suhu, waktu pengerasan, laju atmosfer dan pendinginan sangat mempengaruhi dalam pembuatan bahan superkonduktor Tc tinggi yang sangat baik. Contoh reaksi kimia pembuatan YBCO 1-2-3 :

4 BaCO₃ + Y₂(CO₃)₃ + 6 CuCO₃ + (1/2-x) O₂ → 2 YBa₂Cu₃O_7-x + 13 CO₂

Mekanisme Solid state reaction:

Bahan dapat berupa Y₂O₃ , CuO, serta BaCO₃ yang ditumbuk dan dicampur secara homogen, lalu dibuat pellet dengan tekanan sekitar 50000 lb/in². Dengan ukuran pellet, yaitu diameter 13 mm dan tebal 3 mm. Lalu kemudian pellet disinter pada suhu 950⁰C, sedikit di bawah titik leburnya (sekitar 1000⁰C), untuk meningkatkan kekuatan dan rapat jenis dari pellet. Saat didinginkan, suhu 500-600⁰C sangat krusial karena pada titik ini terjadi defisiensi oksigen, ini berarti tidak akan terdapat cukup oksigen untuk membentuk struktur kristal superkonduktor. Maka solusinya adalah saat disintering, lewatkan oksigen murni lewat quartz tube, di atas pellet, dengan laju sekitar 10 ml/menit selama 3 jam. Lalu matikan furnace, dinginkan sampai suhu kamar dengan tetap menjaga aliran oksigen. Oksigen akan memasuki YBCO pada pendinginan lambat antara suhu 600⁰C sampai 400⁰C. Penanganan annealing, pemanasan, dan siklus pendinginan yang baik akan meningkatkan kualitas dari keramik superkonduktor 1-2-3 ini.

 Contoh Aplikasi YBa₂Cu₃O₇

Ø  Kereta super cepat : memanfaatkan sifat diamagnetik, sehingga kereta melayang pada rel (tidak ada friksi).

Gambar 5. Susunan rel kereta super cepat

Hambatan