Ida Bagus Agra
ISSN 0216 - 3128
vii
PENELITIAN TERAPAN DALAM RANGKA PEMANFAATAN SUMBER DAYA ALAM INDONESIA Ida Bagus Agra Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada
PENGANTAR
H
akikat suatu penelitian adalah usaha untuk mencari pemecahan suatu masalah yang belum diketahui penanggulangannya. Di dalam pustaka tidak akan dijumpai cara pemecahan masalah itu. Demikian juga para konsultan atau para pakar tidak dapat memberi jawaban yang tuntas atas masalah itu. Dengan begitu, cara pemecahan masalah itu harus dicari sendiri dengan mengadakan penelitian yang mendalam. Jadi, penelitian itu harus memberikan sesuatu yang baru atau yang asli. Karena penelitian menyangkut tindakan yang luas dan melibatkan unsur-unsur bahan, alat, cara, dan hasil, maka tidaklah mungkin yang disumbangkan itu seluruhnya hal yang baru. Tergantung pada tingkatnya, hal baru yang dapat dipersembahkan oleh suatu penelitian mungkin hanya yang berkaitan dengan salah satu unsur saja, misalnya bahan, atau alat, atau cara, atau hasil, atau menyangkut 2 unsur, 3 unsur, atau lebih. Penelitian harus didasarkan pada penalaran yang baik dan sistematis. Sebab itu, pertama -tama harus ada permasalahan yang perlu diselesaikan, barulah dipikirkan cara penanggulangannya. Berikut ini akan disajikan pencarian masalah penelitian, cara penanggulangannya, dan hal-hal yang menunjang penelitian. Selanjutnya, akan dikemukakan contoh penelitian terapan.
SIASAT PENCARIAN MASALAH PENELITIAN Pencarian masalah penelitian sering dianggap sebagai salah satu tugas yang cukup berat bagi beberapa peneliti. Hal itu mungkin disebabkan oleh kurangnya pengalaman dalam bidang ini atau kurang sistematisnya mencari masalah penelitian. Memperoleh pengalaman memang memerlukan waktu yang panjang, tetapi pencarian masalah secara sistematis dapat dipelajari dengan cepat. Untuk maksud itu, sumber masalah harus difahami dengan baik kemudian disusul dengan pencarian masalah secara bersistem. Secara garis besar, masalah penelitian dapat bersumber, antara lain, pada ilmu pengetahuan atau pada masyarakat. Masalah penelitian yang bersumber pada ilmu pengetahuan relatif lebih sedikit mendapat perhatian dibandingkan dengan yang bersumber pada masyarakat. Ilmu Pengetahuan Sebagai Sumber Masalah Penelitian Umumnya yang berminat pada ilmu pengetahuan sebagai sumber masalah penelitian hanya terbatas pada para peneliti yang berkecimpung dalam ilmu pengetahuan murni dengan tujuan untuk membuat sesuatu hasil atau mempelajari mekanisme suatu perubahan tanpa memperhatikan segi ekonomi. Orang awam kurang dapat memahami tentang pentingnya hasil penelitian itu. Meskipun demikian, tidak sedikit hasil penelitian seperti itu yang di kemudian hari sangat berguna bagi masyarakat, misalnya penelitian pembuatan katalisator besi untuk keperluan sintesis amoniak. Mula mula masyarakat tidak mengerti mengapa besi yang berpori-pori itu harus dibuat secara khusus. Tetapi, setelah besi yang demikian itu dapat mempercepat, pembentukan amoniak dari gas nitrogen dan hidrogen, sehingga urea yang dibuat dari amoniak dan karbon dioksid, dapat dijual dengan harga yang jauh lebih rendah, barulah rakyat memahami besarnya peran katalisator. Dari saat ditemukan sampai Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 - 8 Agustus 2001
viii
ISSN 0216 - 3128
Ida Bagus Agra
rakyat memahami manfaat katalisator, diperlukan waktu yang panjang dan bahkan tidak jarang lebih dari 1000 tahun. Masyarakat Sebagai Sumber Masalah Penelitian Penelitian yang bertujuan mencari pemecahan masalah yang dihadapi oleh masyarakat, jauh lebih banyak jumlahnya. Karena masyarakat merupakan kumpulan manusia, maka pencarian masalah penelitian harus dikaitkan dengan kehidupan manusia. Untuk dapat hidup dengan baik, manusia memerlukan, antara lain makanan atau pangan, pakaian (sandang), tempat tinggal (papan), sumber energi, lingkungan yang nyaman, transportasi yang memadai, dan penghasil dana. Pangan amat diperlukan oleh manusia untuk dapat hidup dan menjalankan kegiatannya seharihari, selain jumlahnya, mutu makanan pun harus baik, supaya kesehatan manusia lebih terjamin. Sebab itu, penelitian untuk menambah persediaan makanan dan meningkatkan mutunya masih terbuka lebar. Penduduk Indonesia yang terus bertambah membutuhkan peningkatan persediaan makanan yang tidak kecil. Mutu makanan termasuk gizi, rasa, dan keawetan perlu ditingkatkan. Sandang yang dibutuhkan oleh rakyat juga makin bertambah. Sebab itu, bahan (kapas, sutera, wol, serat sintetik) untuk membuat tekstil harus cukup persediaan dan mutunya. Kecuali itu, alat untuk menghasilkan tekstil (kain), seperti alat pemintal dan penenun harus ditingkatkan jumlah dan mutunya. Cara pembuatan tekstil dan pakaian jadi, juga perlu disempurnakan. Papan sebagai tempat tinggat penduduk, harus diperbanyak dan dinaikkan mutunva. Sebubungan dengan itu bahan bangunan harus diperbanyak jumlahnya dan diperbaiki mutunya. Alat dan cara pembuatan rumah perlu disempurnakan. Bentuk rumah harus ditingkatkan agar keindahan, kenyamanan, dan fungsinya lebih bagus. Sumber energi dibutuhkan sekali oleh manusia dalam kehidupannya sehari-harih. Tenaga matahari dipakai untuk mengeringkan pakaian dan hasil pertanian, sedangkan untuk memasak digunakan kayu api, arang, minyak tanah, atau gas LPG. Untuk penerangan dan menghidupkan perlengkapan rumah tangga lainnya diperlukan tenaga listrik yang diperoleh dari PLN. Transportasi tidak dapat dilepaskan dari bahan bakar cair yang berupa bensin, solar, dan bahan bakar yang khusus untuk melayani pesawat udara. Untuk daerah-daerah yang terpencil dan belum terjangkau oleh jaringan PLN, sering dimanfaatkan sumber energi alternatif, seperti air terjun, angin, sel surya, atau biomassa untuk memperoleh tenaga listrik. Beberapa negara yang maju memanfaatkan tenaga nuklir untuk membangkitkan tenaga listrik atau untuk keperluan lain. Lingkungan yang nyaman merupakan suatu tuntutan bagi masyarakat modern. Pemukiman penduduk menginginkan agar rumah-rumah dikelilingi oleh pepohonan yang rindang agar diperoleh suasana yang sejuk. Rumah-rumah pribadi umumnya diperlengkapi denga radio, televisi, dan alat yang lain supaya penghuninva dapat hidup dengan nyaman. Yang amat merisaukan masyarakat dewasa ini adalah sampah, baik yang berasal dari rumah tangga, pasar, pertokoan, dan perkantoran maupun yang dikeluarkan oleh industri. Penanganan sampah-sampah itu belum terlaksana dengan baik. Sampah kota biasanya hanya dibuang ke tempat penampungan akhir di tebing sungai atau tanah yang lebih rendah dari yang di sekitamya, lalu dibiarkan membusuk atau dibakar pada musim kemarau. Karena kapasitas alat pengangkut tidak sesuai dengan jumlah sampah, tidak jarang masih ada sebagian sampah yang tercecer lalu membusuk. Bau yang tidak sedap dan asap yang amat menusuk mata dan pernafasan, sangat merisaukan penduduk yang tinggal di sekitar tempat pembuangan sampah. Bakteri yang tumbuh dengan subur pada sampah yang membusuk dapat mengganggu kesehatan penduduk. Yang tidak kalah berbahayanya ialah limbah cair yang dibuang ke sungai oleh pabrik-pabrik yang menghasilkan limbah itu. Akibat buruk yang ditimbulkan cukup berat, antara lain air sungai tidak dapat dipakai untuk keperluan rumah tangga, kurang baik untuk irigasi, dan ikan-ikan yang hidup di sungai itu mati semuanya. Sebenarnya, pemerintah sudah mengharuskan pabrik -pabrik itu mengolah Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 - 8 Agustus 2001
Ida Bagus Agra
ISSN 0216 - 3128
ix
limbahnya terlebih dahulu sebelum dibuang ke sungai. Tetapi, banyak di antara pabrik itu masih tetap membuang limbah cairnya ke sungai secara sembunyi-sembunyi. Pencemaran yang diakibatkan oleh gas buang belum tuntas ditangani oleh pihak yang mengeluarkan gas itu. Gas yang dibuang oleh pabrik tertentu melalul cerobong asapnya, sering mengandung gas-gas yang berbahaya, seperti NOx, SO x, dan CO di samping CO2 dan jelaga. Negaranegara maju mengharuskan pemilik pabrik untuk mengolah gas buangnya lebih dulu agar senyawasenyawa yang berbahaya tidak melebihi ambang batas yang diizinkan. Debu pabrik semen biasanya berbaur dengan gas buang, sehingga gas yang mengepul dari cerobong asap, amat mencemari udara. Cuaca yang cerah berubah menjadi mendung yang sangat mengganggu pandangan mata para sopir dan menimbulkan rasa pedih pada mata serta menyesakkan nafas orang-orang yang lewat di dekat pabrik. Untuk menghilangkan gangguan debu pabrik semen, Departemen Perindustrian pernah mengeluarkan peraturan yang mengharuskan pabrik semen menggunakan perangkap debu Cottrell untuk mengikat debu dari gas buang. Transportasi. Dalam hidupnya, manusia tidak mungkin hanya diam saja pada suatu tempat atau daerah. Pada zaman modern tidak jarang manusia harus melakukan kegiatannya di tempat lain yang jaraknya cukup jauh dari rumahnya dan bahkan mungkin di pulau lain. Untuk mencapai tujuan itu, transportasi sangat diperlukan, baik yang berwujud transportasi darat, laut, maupun udara. Bidang ini termasuk belum begitu baik, sehingga masih dibutuhkan pembenahan yang cukup banyak. Untuk angkutan darat, suku cadang masih perlu mendapat perhatian, baik jenis, jumlah, maupun mutunya. Di samping itu, bahan bakar , terutama untuk masa yang akan datang pada saat cadangan minyak bumi sudah menipis, perlu mendapat penanganan yang khusus. Sumber daya alam untuk membuat bahan bakar cair alternatif, cukup banyak tersedia. Tetapi, teknologi pembuatan bahan bakar alternatif itu perlu disempurnakan dan dikembangkan. Untuk suku cadang yang lain, banyak yang dapat dibuat dengan bahan baku setempat, misalnya ban yang bahan baku utamanya karet alam, terdapat banyak sekali di Indonesia. Penghasil dana. Untuk hidup dan melaksanakan kegiatannya, manusia memerlukan dana atau uang, yang mungkin diperoleh dari pekerjaan dalam bentuk gaji atau upah sebagai pegawai, pekerja pabrik, atau pekerja lepas. Kecuali itu, masih terbuka luas kesempatan untuk mengolah sumber daya alam menjadi hasil yang nilai jualnya lebih tinggi. Indonesia memiliki sumber daya alam (SDA) yang banyak, baik yang terbarukan maupun yang tak terbarukan, tetapi pemanfaatannya belum optimal. Sumber daya alam tak terbarukan meliputi, antara lain minyak bumi, gas alam, arang batu, dan bahan tambang lain. Di samping itu, SDA terbarukan, jenis dan jumlahnya jauh lebih besar dan mencakup hasil hutan, perkebunan, pertanian (dalam arti sempit), peternakan, perikanan darat, kelautan, dan sumber daya alam yang lain. Dengan teknologi yang tepat, SDA itu dapat diproses menjadi bermacam-macam hasil, sehingga nilai tambahnya akan meningkat dibandingkan dengan SDA yang dijual langsung dalam keadaan mentah. Untuk pengolahan itu diperlukan teknologi yang tepat, tetapi cara pemprosesan itu, banyak yang belum diketahui, apalagi untuk SDA yang sifatnya sangat khas Indonesia. Kalau ada pengusaha yang ingin membeli lisensi dari luar negeri untuk mengolah SDA yang khas itu, mungkin negara maju yang biasa menjual lisensi, belum mempunyai teknologi yang diinginkan. Sebab itu, teknologi yang tepat itu harus diciptakan sendiri di Indonesia. Dengan demikian, penelitian ke arah ini terbuka luas sekali. Tanpa bantuan penelitian, mustahillah suatu teknologi dapat dimunculkan.
CARA PEMECAHAN MASALAH Setelah masalah penelitian diperoleh, usaha selanjutnya ialah mencari cara pemecahannya. Dengan sendirinya cara pemecahan itu tidak akan dijumpai dalam pustaka atau diperoleh dari para pakar. Karena itu, cara pemecahan masalah itu didapat dengan pemikiran yang kreatif, kritis, dan Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 - 8 Agustus 2001
ISSN 0216 - 3128
x
Ida Bagus Agra
bersistem dengan bantuan keterangan penunjang yang dikumpulkan dari pustaka, terutama dari majalah ilmiah. Penelusuran pustaka harus dilakukan dengan intensif mulai dari pustaka yang lama sampai pada yang mutakhir. Dari pustaka tua diharapkan ada informasi tentang keaslian penelitian dan juga keterangan penunjang tentang penelitian yang sejenis atau ada kaitannya dengan penelitian yang akan dikerjakan. Pengecekan keaslian dari pustaka tua amat penting sebab sering terjadi bahwa topik yang diperkirakan baru, ternyata sudah pernah diteliti oleh orang lain 50 atau 100 tahun yang lalu. Bila yang dibaca hanya pustaka yang mutakhir, tidaklah dapat diketahui bahwa penelitian yang akan dilaksanakan bukanlah hal yang baru. Hasil pemikiran yang kreatif, kritis, dan bersistem yang dibantu oleb analogi yang diperoleh dari penelitian-penelitian yang sejenis, inilah yang dimunculkan sebagal Usul Penelitian. Hasil pencarian masalah penelitian digunakan sebagai inti Latar Belakang dan Perumusan Masalah, dan keterangan penunjang yang dikumpulkan dari pustaka sebagai tulang punggung Tinjauan Pustaka. Selanjutnya, dengan bantuan keterangan penunjang yang cukup mapan ditambah dengan bekal ilmu yang dip eroleh selama studi pada jenjang tertentu, disusunlah teori yang melandasi penelitian. Dalam hubungan ini teori dapat berupa serangkaian persamaan matematis yang dijabarkan sendiri sesuai dengan mekanisme proses yang terjadi. Dari landasan teori dapat ditarik kesimpulan tentang perkiraan hasil yang diharapkan dan perkiraan itu dinyatakan sebagai Hipotesis. Seterusnya, hipotesis itu akan dibuktikan kebenarannya dengan penelitian. Pembuktian ditampilkan dalam Cara Penelitian. Pelengkap lain yang harus disertakan adalah Jadwal Penelitian dalam bentuk matriks dan Daftar Pustaka.
PENUNJANG PENELITIAN Pelaksanaan penelitian memerlukan bantuan penunjang, antara lain prasarana dan sarana yang memadai dan dana yang cukup. Prasarana yang berwujud laboratorium beserta dengan perlengkapannya harus ditunjang dengan tenaga listrik, air, dan jika dapat juga gas bakar. Sarana yang terdiri atas alat untuk menjalankan percobaan dan analisis, bahan untuk penelitian, dan zat-zat kimia untuk analisis, serta pustaka penunjang yang berupa majalah dan buku pegangan. Kelancaran pelaksanaan penelitian ditentukan sekali oleh penunjang ini. Dana untuk menjalankan penelitian biasanya cukup banyak. Bahan-bahan dan alat-alat yang harus dibeli sering berubah harganya, apalagi pada keadaan ekonomi yang kurang menentu. Kebutuhan dana dapat dikurangi kalau alat untuk menjalankan percobaan (reaktor), dibuat sendiri dari bahan-bahan yang mudah didapat dengan harga yang murah, misalnya pipa besi dan lembaran baja dibeli di pasar loak. Hal-hal lain yang tidak boleh dilupakan dalam melaksanakan penelitian adalah perhatian harus sepenuhnya dicurahkan pada tugas yang sedang dihadapi, semangat dipertahankan supaya berkobar terus, keuletan jangan sampai luntur, dan disiplin dijaga tetap tinggi.
CONTOH PENELITIAN TERAPAN Penelitian terapan yang paling sesuai dengan tugas Badan Tenaga Nuklir Nasional ialah yang berkaitan dengan energi alternatif. Selain tenaga air, sampai sekarang sumber energi komersial bagi Indonesia berupa minyak bumi, gas alam, dan arang batu. Ketiga sumber daya alam itu termasuk yang tak terbarukan, yang pada suatu saat akan menjadi langka atau bahkan mungkin habis. Karena itu, penggunaan tenaga nuktir merupakan salah satu alternatif yang paling prospektif pada masa yang akan datang. Meskipun ketakutan akan bahaya radiasi masih sangat menghantui masyarakat, tidak ada
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 - 8 Agustus 2001
Ida Bagus Agra
ISSN 0216 - 3128
xi
salahnya kalau penelitian tentang pemanfaatan bijih uranium yang terdapat di Indonesia dilanjutkan atau dimulai lagi, jika dana tersedia. Salah satu hambatan yang harus dihadapi pada usaha pengolahan bijih uranium pada masa yang lampau, ialah mengangkut asam sulfat yang cukup berbahaya dari Jakarta ke tengah hutan di Kalimantan Barat. Karena pada penambangan bijih uranium terdapat hasil ikutan yang berwujud pirit, maka mungkin sekali sulfid itu dapat diproses menjadi asam sulfat di tempat itu juga. Supaya alat-alat yang diperlukan dapat dirakit sendiri, asam sulfat dapat dibuat dengan proses Kamar Timbal, atau dengan mengoksidasi suspensi pirit dalam air dengan udara di dalam autoklaf. Selanjutnya, asam sulfat yang diperoleh dipakai untuk melarutkan uranium dari bijihnya menjadi larutan uranil sulfat yang mudah dipisahkan dari zat pengotor yang tidak larut. Setelah dipekatkan dengan cara pertukaran ion atau ekstraksi dengan pelarut organik, larutan uranil sulfat itu direaksikan dengan larutan amonium hidroksid atau natrium hidroksid untuk mengendapkan butir -butir yang berwama kuning (yellow cake). Zat padat kuning itu dapat diangkut dengan mudah dan aman ke tempat pemurnian dan akhirnya dibentuk dan dicetak menjadi bahan bakar nuklir. Kalau dibekali dengan tekat yang kuat, semangat yang tinggi, dan keuletan yang luar biasa, serta dana yang memadai, niscaya penelitian pemanfaatan bijih uranium yang ada di Indonesia dapat terlaksana. Sementara itu, mungkin keamanan dan keselamatan kerja pembangkit listrik tenaga nuklir sudah jauh lebih terjamin pada masa mendatang.
TANYA JAWAB Soedardjo − Mengenai pustaka, apakah komunikasi pribadi dapat dicantumkan dalam ma kalah? − Masalah pembuatan yellow-cake dilokasi Kalbar, ada masalah kesulitan pengangkutan bahan kimia. Menurut saya H 2SO4 lebih efisien dibuat di lokasi Kalbar dengan membuat pabrik dan mengangkut Ca dan NO 2. Ida Bagus Agra − Menurut pendapat saya, sebaiknya komunikasi pribadi tidak dimasukkan dalam daftar pustaka, sebab sulit dibuktikan kebenarannya. − Memang demikianlah, yaitu H2SO4 dibuat di lokasi tambang dengan proses kamar timbal : 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + ϕ1 HNO3 → H2O + 2NO2 + ! O2 SO2 + H2O + NO2 → H2SO4 + NO + ϕ2 NO + ! O2 → NO2 + ϕ3 Yang perlu diangkat ke lokasi hanyalah asam nitrat yang jumlahnya tidak besar .
Syarip − Dalam hubungannya dengan pengelolaan SDA di Indonesia, Menteri Ristek dalam bidang apa yang cocok? Ida Bagus Agra − Menurut pendapat saya bisa dari Teknik Kimia, Kimia atau Fisika yang mempunyai pandangan yang luas.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 - 8 Agustus 2001
