Dikukuhkan menjadi Guru Besar FT UNS, Prof. Budi Kristiawan Mengembangkan Fluida Nano untuk Peningkatan Transfer Kalor dalam Sistem Thermal

FT UNS- Prof. Dr. Budi Kristiawan S.T.,M.T. resmi dikukuhkan sebagai guru besar dalam bidang Ilmu Teknik Mesin pada Program Studi (Prodi) Teknik Mesin Fakultas Teknik (FT) Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta. Pengukuhan tersebut dilakukan secara langsung oleh Rektor UNS, Prof. Jamal Wiwoho pada Senin (14/9/2021). Prof. Budi merupakan guru besar ke-18 FT dan ke-239 UNS.

Dalam Sidang Senat Akademik Terbuka, Prof. Budi Kristiawan membacakan pidato pengukuhan dengan judul ‘Pengembangan dan Wawasan Masa Depan (Future Insights) Fluida Nano untuk Peningkatan Transfer Kalor dalam Sistem Thermal’.

“Peranan energi sangat penting artinya bagi peningkatan kegiatan ekonomi dan ketahanan nasional. Pertumbuhan ekonomi tidak dapat dipisahkan dari kebutuhan energi. Semakin masif pertumbuhan ekonomi, semakin tinggi intensitas penggunaan energi,” papar Prof. Budi.

Pemakaian energi di Indonesia memiliki kecenderungan lebih boros jika dibandingkan dengan negara-negara lain seperti Malaysia dan Thailand. Efisiensi energi sangat berfokus pada peralatan atau mesin yang mengkonsumsi energi ataupun transpor energi kalor dalam sebuah sistem termal. Dalam sistem termal pada umumnya menggunakan media air sebagai fluida transfer kalornya. Namun demikian, keterbatasan sifat-sifat termofisik air telah membatasi kebutuhan transfer kalor yang lebih besar.

“Berkembangnya teknologi nano dalam memproduksi partikel berukuran nano meter mampu meningkatkan studi terkait fluida yang sifat-sifatnya dapat diperbaiki dengan penambahan partikel solid berukuran nano, yang selanjutnya disebut dengan fluida nano (nanofluids). Ukuran 1 nanometer adalah 1 per satu miliar meter yang berarti 50.000 kali lebih kecil dari ukuran rambut manusia,” jelas Prof. Budi.

Keberadaan partikel berskala nano akan menghasilkan sifat, perilaku dan fungsi baru yang belum pernah ada seperti, sifat-sifat termofisik fluida, suhu leleh dan sifat mekanik berubah ketika partikel berada di bawah 100 nm. Perubahan sifat-sifat termofisik fluida inilah yang dimanfaatkan untuk mengatasi keterbatasan sifat-sifat termofisik fluida konvensional seperti air, oli dan etilen glikol.

“Sebagian besar masyarakat masih awam dengan produk fluida nano, tapi sebenarnya produk fluida nano sudah bisa ditemui. Misalnya Graphene hybrid 375 ml dari nanotech Indonesia, disinfection lifeguard dengan nano partikel Silver 5000 ml, Grass nano force glass coating, advance dressing penghitam trim kendaraan nano hydrophobic dan masih banyak lagi. Namun, memang produk-produk fluida nano tersebut belum begitu familiar di masyarakat,” kata Prof. Budi

Rekayasa teknologi fluida nano dilakukan dengan menggunakan metode hibrida yang diaplikasikan pada helical microfin tube pada fluida nano TiO2/air dengan berbagai konsentrasi partikel nano. Penurunan tekanan (pressure drop) di dalam helical microfin tube pada konsentrasi partikel 0,05, 0,15, dan 0,30 % volume masing-masing sebesar 73%, 77%, dan 80% lebih tinggi dari pada tabung halus (plain tube). Indikator kinerja transfer kalor ditunjukkan dengan sebuah bilangan tak berdimensi yang disebut bilangan Nusselt.

“Bilangan Nusselt yang dihasilkan dari penggunaan fluida nano tersebut meningkat secara signifikan seiring dengan peningkatan konsentrasi partikel nano jika dibandingkan dengan fluida dasarnya. Selain itu, peningkatan kecepatan fluida nano TiO2/air yang mengalir dalam helical microfin tube juga meningkatkan bilangan Nusselt atau dengan kata lain meningkatkan kinerja transfer kalor,” terangnya.

Selain penggunaan pada sistem termal, fluida nano juga dapat diaplikasikan sebagai fluida pendingin (coolant) pada proses drilling. Partikel nano Al2O3 dipilih karena sifatnya yang tidak beracun dan berbentuk bola sangat cocok untuk peningkatan sifat-sifat tribologi. Kinerja fluida nano Al2O3 dalam hal kekasaran menunjukkan permukaan lebih baik dibandingkan dengan fluida pemotongan konvensional.

“Semoga sumbangan keilmuan bidang ilmu teknik mesin khususnya pemanfaatan fluida nano untuk peningkatan transfer kalor dalam sistem termal dapat memberikan kontribusi dalam mengatasi penggunaan energi yang efisien di Indonesia,” pungkas Prof. Budi. Humas FT/Aji Editor/ KNH