Refrigeran Hidrokarbon = Refrigeran Masa Depan

Lapisan Ozon menjaga Bumi dari Radiasi Ultraviolet Matahari

Oleh Nur Abdillah Siddiq – Rusaknya lapisan ozon dan efek pemanasan global salah satunya disebabkan oleh penggunaan bahan yang mengandung unsur klorin (Cl). Sumber unsur klorin dapat berupa refrigeran/pendingin dari golongan CFC (Chloro Fluoro Carbon). Padahal dalam kehidupan sehari-hari, aplikasi dari refrigeran sangatlah banyak, yakni dipakai pada kulkas, Air Conditioner, dan hampir semua mesin pendingin lainnya. Dimana letak bahayanya unsur klorin? Unsur klorin akan mengikat ozon (O3), dengan klorin sebagai otokatalisator (otokatalisator adalah dirinya sendiri bersifat sebagai agen yang bereaksi sekaligus bertindak sebagai katalis/pemercepat reaksi, analoginya otokatalisator adalah seseorang yang tidak memerlukan makcomblang untuk mendekati pasangan idamannya), nah ozon akan terurai dan menjadi semakin tipis yang akhirnya membentuk lubang ozon (Waluyo Eko Cahyono, 2007).

Animasi Penguraian Ozon oleh CFC

Menipisnya lapisan ozon benar-benar sangat membahayakan, dari terjadinya kerusakan lingkungan karena radiasi ultraviolet yang besar, keterbatasan sumber air bersih, kerusakan rantai makanan di laut, musnahnya ekosistem terumbu karang dan sumber daya laut lainnya, hingga menurunnya hasil produksi pertanian yang dapat menganggu ketahanan pangan, serta bencana alam lainnya (Itha Masithah. 2013). Efek membahayakan lainnya dari penggunaan CFC  adalah terjadinya pemanasan global (global warning). Chloro flouro carbon (CFC)  berkontribusi 25 persen terhadap pemanasan global! Jika suhu bumi sekarang yang menjadi semakin panas, besar kemungkinan disebabkan oleh CFC yang dilepaskan dan menetap di atmosfer. Pemanasan global juga menyebabkan mencairnya lapisan es di Benua Antartika yang ditandai dengan naiknya 25 cm muka air laut global di akhir abad ke-20, sehingga terjadi ketidakseimbangan iklim, dimana di suatu tempat terjadi bencana kekeringan dan di tempat lainnya terjadi bencana banjir (Daniel Mudiyarso,2003).

Refrigerant Konvensional , R134a = Tetrafloroetana, R22 = Klorodifluorometana, dan R410a = campuran CH2F2 dan CHF2CF3. Semuanya menyebabkan pemanasan global dan penipisan lapisan ozon

Setelah keberadaan lubang ozon di lapisan atmosfer diverifikasi/dicek secara saintifik/perhitungan melalui alat ukur, perjanjian internasional untuk mengatur dan melarang penggunaan zat-zat perusak ozon disepakati pada 1987 yang terkenal dengan sebutan Protokol Montreal. CFC (Chloro Fluoro Carbon) dan HCFC (Hydro Chloro Fluoro Carbon) merupakan dua refrigeran utama yang dijadwalkan untuk dihapuskan masing-masing pada tahun 1996 dan 2030 untuk negara-negara maju (United Nation Environment Programme, 2000). Bagaimaana dengan di Indonesia? Menanggapi protokol tersebut, pemerintah Indonesia menetapkan beberapa kebijakan untuk berpartisipasi aktif dalam upaya perlindungan lapisan ozon seperti Keputusan Presiden RI No 23 tahun 1992 tentang Pengesahan Protokol Montreal untuk mengatur penipisan lapisan ozon. Dengan dikeluarkannya peraturan tersebut, maka Indonesia secara resmi menyatakan turut berpartisipasi dalam kerjasama internasional di bidang perlindungan lapisan ozon dan sepakat untuk mentaati peraturan yang ditetapkan (Waluyo Eko Cahyono, 2007).

Susana Protokol Montreal Untuk Menghapuskan CFC dan HCFC
Susana Protokol Montreal Untuk Menghapuskan CFC dan HCFC

Salah satu refrigeran alternatif adalah refrigeran hidrokarbon. Refrigeran hidrokarbon adalah refrigeran yang saat ini banyak diteliti karena ramah lingkungan, tidak beracun, lebih murah, tidak menyebabkan penipisan ozon dengan nilai ODP (Ozone Depletion Potential) sebesar 0, dan tidak menyebabkan pemanasan global dengan nilai GWP (Global Warming Potential) kurang dari 3  (Ching Song Jwo, 2006). Keren banget kan? Tapi mengapa masih belum dipakai secara luas? Karena refrigeran hidrokarbon mudah meledak dan terbakar. Bahan bakar minyak kita seperti bensin, solar, dan lain sebagainya juga termasuk dalam keluarga hidrocarbon. Refrigeran hidrokarbon yang saat ini menunjukkan performa terbaik adalah R436A (campuran propana dan isobutana dengan rasio massa 56/44). R436A sebanyak 55 g setara dengan R134a (Tetra Fluoro Ethane) sebanyak 105 g sehingga terjadi efisiensi penyimpanan muatan refrigerant sebesar 48% (Rasti, 2012).

Untuk meningkatkan performa refrigeran hidrokarbon dapat dilakukan dengan penambahan TiO­2. Penambahan TiO2 dapat meningkatkan performa refrigeran R600a (Isobutana), dengan penambahan konsentrasi TiO2 sebesar 0,1g/L dan 0.5g/L maka konsumsi energi berkurang 5,94% dan 9,60% (Shengshan Bi, 2012). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanorefrigeran TiO2-R600a bekerja dengan aman dan normal dalam kulkas tanpa modifikasi dengan performa yang lebih baik dibandingkan dengan refrigeran murni R600a. Hal ini menandakan selain untuk menambah performa refrigeran, TiO2 juga dapat berperan sebagai flame retardant (mengurangi daya ledak dari hidrokarbon).

Penelitian mengenai penggunaan refrigeran hidrokarbon yang dilakukan oleh penulis
Penelitian mengenai penggunaan refrigeran hidrokarbon yang dilakukan oleh penulis

Sebenarnya bentuk dari refrigeran atau pendingin itu bagaimana sih? Refrigeran merupakan fluida kerja / cairan di dalam mesin refrigerasi (mesin pendingin), pengkondisian udara, dan sistem pompa kalor. Refrigeran merupakan komponen terpenting siklus refrigerasi karena refrigeran yang menimbulkan efek pendinginan dan pemanasan pada mesin refrigerasi. Refrigeran menyerap panas dari satu lokasi dan membuangnya ke lokasi yang lain melalui mekanisme evaporasi dan kondensasi (ASHRAE, 2005).

Calm (2002) membagi perkembangan refrigeran dalam 3 periode. Periode pertama, 1830-an hingga 1930-an, dengan kriteria refrigeran “apa pun yang bekerja di dalam mesin refrigerasi”. Refrigeran yang digunakan dalam periode ini adalah ether, CO2, NH3, SO2, hidrokarbon, H2O, CCl4, CHC. Periode ke-dua, 1930-an hingga 1990-an menggunakan kriteria refrigeran aman dan tahan lama (durable). Refrigeran pada periode ini adalah CFCs (Chloro Fluoro Carbons), HCFCs (Hydro Chloro Fluoro Carbons), HFCs (Hydro Fluoro Carbons), NH3, H2O. Periode ke-tiga, setelah 1990-an, dengan kriteria refrigeran “ramah lingkungan”. Refrigeran pada periode ini adalah HCFCs, NH3, HFCs, H2O, CO2.

Perkembangan mutakhir dan berkelanjutan di bidang refrigeran utamanya didorong oleh dua masalah lingkungan, yakni lubang ozon dan pemanasan global. Sifat merusak ozon yang dimiliki oleh refrigeran utama yang digunakan pada periode ke-dua, yakni CFCs, dikemukakan oleh Molina dan Rowland (1974) yang kemudian didukung oleh data pengukuran lapangan oleh Farman dkk. (1985) (Hammad, 1999).

Propana (R-290) dan Isobutana (R-600a) adalah jenis refrigeran hidrokarbon yang paling banyak digunakan dikarenakan karakteristiknya yang istimewa. Isobutana dan campurannya digunakan sebanyai 33% di kulkas rumah tangga dan freezer di level global (Mohd. Aasim Nazeer Ahmad Quraishi, 2013). Sedangkan propana banyak digunakan sebagai pompa panas, pengkondisian udara, dan sistem refrigerasi komersial.

Pada dasarnya tidak ada refrigeran yang sempurna, tetapi refrigerant yang tidak mencemari lingkungan tentu merupakan karakteristik refrigeran yang utama. Adapun kriteria suatu refrigeran yang baik didasarkan pada parameter-parameter berikut, yakni penguraian ozon yang rendah bahkan tidak ada, pemanasan global yang rendah, efisiensi energi yang tinggi, siklus atmosfer yang pendek dan bertekanan rendah (memiliki kecenderungan kecil untuk bocor)

Refrigeran hidrokarbon merupakan kandidat terbaik untuk menjadi refrigeran masa depan, tentunya setelah ditemukan zat flame retardant yang benar-benar mampu menghilangkan daya ledak dari hidrokarbon. Nah ini tugas kita sebagai peneliti-peneliti muda. Jika refrigeran hidrokarbon yang sangat ramah lingkungan benar-benar mampu menggantikan refrigeran CFC atau HCFC 100%, maka permasalahan pemanasan global dan penipisan lapisan ozon insyaAllah dapat teratasi.

Referensi :

  • Waluyo Eko Cahyono. 2007. Urgensi Menjaga Lapisan Ozon Bagi Bumi. LAPAN:Jakarta.
  • Itha Masithah. 2013. Jurnal Menipisnya Lapisan Ozon. Tugas Pengenalan Komputer Pendidikan Biologi
  • Daniel Murdiyarso. 2003. Konvensi Perubahan Iklim, Jakarta: Kompas
  • United Nations Environment Programme (UNEP). 2000. Global Environment Outlook 2000. USA: United Nation (PBB).
  • Rasti, M., Aghamiri, S., dkk. 2013. Energy efficiency enhancement of a domestic refrigerator using R436A and R600a as alternative refrigerants to R134a, vol. 74, hal 86-94.
  • Ching Song Jwo. 2009. Efficiency analysis of home refrigerators by replacing hydrocarbon refrigerants, vol. 42, hal 697–701.

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Nur Abdillah Siddiq

Nur Abdillah Siddiq

Mahasiswa S3 Fisika ITS, menekuni bidang Optoelektronik dan Elektromagnetika Terapan. Sangat mencintai aktivitas membaca dan mendesain. Profil lebih lengkap dapat dilihat di www.facebook.com/fisrek

2 tanggapan untuk “Refrigeran Hidrokarbon = Refrigeran Masa Depan

  • 10 April 2015 pada 14:29
    Permalink

    Artikel yang sangat bermanfaat, semoga Indonesia bisa bebas dari CFC dan HCFC. amiiin
    Ayo para peneliti-peneliti muda, kembangkan zat flame retardant untuk refrigeran hidrocarbon

    Balas
    • 11 April 2015 pada 23:10
      Permalink

      amiiin. iya sangat penting itu mengembangkan flame retardant, ayo kamu ya yang meneliti itu ya Fullerena

      Balas

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar