Wahyuaji Narottama Putra, mahasiswa Program Doktor Teknik Metalurgi dan Material FTUI memadukan kebutuhan industri akan media pendingin yang lebih baik dengan solusi untuk limbah elektronik. Penelitian ini dituangkan dalam disertasinya yang Berjudul“Sintesis Media Pendingin dengan Partikel Terdispersi Berbasis Partikel Hasil Pengolahan Printed Circuit Board untuk Aplikasi Perlakuan Panas Baja.”
Penelitian ini menjadi jawaban atas tantangan industri metalurgi sekaligus memberikan solusi atas permasalahan limbah elektronik yang kian mengkhawatirkan. Sidang Promosi Doktor ini berlangsung pada Kamis, 9 Januari 2025, di Makara 04 Smart Meeting Room, Dekanat FTUI.
Material baja masih menjadi komponen utama dalam berbagai sektor industri modern seperti otomotif, konstruksi, dan manufaktur. Karakteristik baja yang dapat disesuaikan melalui proses perlakuan panas membuatnya tetap relevan, meskipun ada banyak inovasi material baru. Salah satu tahap penting dalam perlakuan panas baja adalah proses quenching atau pendinginan cepat, yang membutuhkan media pendingin dengan performa optimal.
Namun, media pendingin konvensional seperti air, oli, atau larutan brine memiliki keterbatasan, baik dari segi efisiensi maupun dampaknya terhadap lingkungan. Selain itu, permasalahan limbah elektronik, terutama limbah Printed Circuit Board (PCB), yang terus meningkat menjadi isu global. Diperkirakan hanya sekitar 17% dari total limbah elektronik dunia yang berhasil didaur ulang, sementara sisanya mencemari lingkungan.
Melalui pendekatan inovatif, Wahyuaji memanfaatkan limbah elektronik PCB untuk menciptakan media pendingin yang lebih efektif dibandingkan media konvensional. “Penelitian ini dimulai dengan memproses PCB melalui beberapa tahap utama, yakni leaching, pirolisis, dan milling. Pada tahap leaching, limbah PCB direndam dalam larutan HCl untuk menghilangkan epoksi yang melekat pada serat kaca. Proses ini mempermudah penggilingan partikel pada tahap berikutnya. Kemudian, pirolisis dilakukan pada suhu 500°C untuk mengubah sifat epoksi yang ulet menjadi material yang lebih getas, sehingga partikel dapat direduksi secara lebih efektif,” jelas Wahyuaji.
Tahap akhir penelitian ini menggunakan metode planetary ball mill dengan kecepatan 500 rpm selama 20 jam. Metode ini mampu mereduksi ukuran partikel PCB hingga rata-rata 240,7 nanometer. Partikel tersebut kemudian dicampurkan ke dalam media pendingin berbasis air bersama surfaktan seperti Sodium Dodecylbenzene Sulfonate (SDBS) untuk meningkatkan kestabilan dispersi. Media pendingin ini diuji pada baja karbon S45C dan baja paduan AISI 4140 dalam proses quenching untuk mengukur peningkatan kecepatan pendinginan dan kekerasan baja.
Hasil penelitian ini memberikan temuan yang signifikan. Penambahan 0,5% partikel PCB dan 3% surfaktan SDBS menghasilkan peningkatan konduktivitas termal media pendingin hingga 17,5% dan meningkatkan kecepatan pendinginan sebesar 16,93%. Kekerasan baja yang dihasilkan juga mengalami peningkatan signifikan, dengan baja S45C menunjukkan kenaikan hingga 32,5%, sementara baja AISI 4140 meningkat sebesar 30,5%. Wahyuaji juga menemukan bahwa media pendingin berbasis partikel PCB memiliki nilai Grossman H-value sebesar 3,52, lebih tinggi dibandingkan air (1,99) atau larutan brine (2,36). Selain itu, media pendingin ini lebih ramah lingkungan karena tidak bersifat korosif seperti brine, dan keberhasilannya memanfaatkan limbah elektronik menawarkan solusi berkelanjutan bagi masalah lingkungan.
Wahyuaji menyimpulkan bahwa limbah PCB memiliki potensi besar untuk diolah menjadi partikel nano yang stabil dan efisien sebagai media pendingin dalam industri metalurgi. “Penambahan partikel ini memberikan kontrol yang lebih baik atas kecepatan pendinginan, yang pada akhirnya meningkatkan kekerasan baja secara signifikan. Sebagai saran untuk penelitian selanjutnya, Wahyuaji merekomendasikan optimalisasi proses milling untuk menghasilkan partikel dengan ukuran lebih kecil serta simulasi numerik untuk memprediksi distribusi panas secara lebih rinci,” katanya.
Plt. Dekan FTUI, Prof. Ir. Mahmud Sudibandriyo, M.Sc., Ph.D., memberikan apresiasi tinggi terhadap penelitian ini. Beliau menyebut temuan ini sebagai langkah inovatif yang tidak hanya relevan secara akademik, tetapi juga memiliki dampak nyata pada industri dan lingkungan. “Penelitian ini membuka jalan bagi pengembangan teknologi yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan,” ujarnya.
Dengan penelitian ini, Wahyuaji Narottama Putra berhasil meraih gelar doktor dengan Predikat Summa Cumlaude IPK 4,0. Dr. Wahyuaji tercatat sebagai lulusan Doktor ke-76 Departemen Teknik Metalurgi & Material dan ke-584 Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Sidang Promosi dipimpin oleh Prof. Ir. Mahmud Sudibandriyo, M.Sc., Ph.D. dengan Promotor Prof. Dr. Ir. Myrna Ariati Mochtar, M.S., dan ko-promotor Prof. Dr-Ing. Ir. Bambang Suharno, Sementara tim penguji terdiri dari Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial, M.Sc.; Prof. Dr. Ir. Donanta Dhaneswara, M.Si., IPM.; Prof. Dr. Ir. Dedi Priadi, DEA.; Dr-Ing. Reza Miftahul Ulum, S.T., M.T.; dan Alfian Noviyanto, S.T.P., M.T., Ph.D.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
