Karat merugikan ratusan miliar dolar setiap tahun, bagaimana orang mengatasinya?

Karat tidak hanya membuat permukaan logam kehilangan kilaunya, tetapi juga diam-diam melemahkan struktur, menyebabkan kerusakan besar mulai dari sepeda di halaman hingga jembatan yang berusia puluhan tahun.

Pernahkah Anda meninggalkan sepeda berbahan logam di luar ruangan saat hujan selama beberapa hari, dan setelah beberapa saat, permukaannya yang mengkilap akan tampak seperti lapisan cokelat kemerahan, mengelupas, dan kasar? Itulah karat, "musuh diam" logam - Foto: AI

Karat dapat muncul di mana-mana di sekitar kita. Pada sepeda atau mobil, hujan dan angin yang berkepanjangan akan mengikis rangka dan sasisnya. Pipa air tua seringkali terkorosi dari dalam, menyebabkan air mengalir keluar dengan warna cokelat kemerahan. Bahkan di dapur, genangan air di sekitar wastafel atau keran dapat dengan mudah meninggalkan noda oranye-kuning yang sulit dihilangkan...

Dalam skala yang lebih besar, karat menyerang kapal dan jembatan baja dan dapat menyebabkan kebocoran, yang mengakibatkan insiden serius dan kerugian ekonomi yang besar.

Bagaimana karat terbentuk?

Karat adalah hasil reaksi kimia yang disebut oksidasi. Ketika permukaan besi atau baja bersentuhan dengan air (atau kelembapan) dan oksigen di udara, atom-atom besi mulai kehilangan elektron, yang pada dasarnya "kehilangan energi", sementara oksigen "menangkap" elektron-elektron tersebut. Kombinasi besi, oksigen, dan air menghasilkan oksida besi (Fe₂O₃), yang merupakan patina berwarna cokelat kemerahan yang umum.

Lapisan karat ini memiliki struktur berpori dan mudah terkelupas, sehingga memungkinkan air dan oksigen terus menembus jauh ke dalam, sehingga proses korosi terus berlanjut. Hal ini juga menjadi alasan mengapa noda karat kecil pada rangka atau pagar mobil dapat menyebar dengan cepat jika tidak segera ditangani.

Selain itu, lingkungan yang asin, seperti daerah pesisir atau daerah di mana garam jalan digunakan untuk mencairkan es, akan menyebabkan reaksi oksidasi terjadi berkali-kali lebih cepat, karena garam meningkatkan konduktivitas air, membantu elektron bergerak lebih cepat selama proses korosi.

Menghabiskan biaya ratusan miliar dolar setiap tahunnya

Karat bukan hanya masalah estetika atau teknis, tetapi juga beban ekonomi yang sangat besar. Secara global, biaya perbaikan, pemeliharaan, dan penggantian peralatan, kendaraan, dan struktur yang terkorosi diperkirakan mencapai ratusan miliar dolar setiap tahunnya.

Dalam industri transportasi, karat merusak sasis mobil, rangka sepeda, dan rel kereta api, menyebabkan kondisi yang tidak aman dan memperpendek umur kendaraan.

Di sektor industri, pipa atau tangki minyak dan air yang terkorosi dapat bocor, menyebabkan gangguan produksi dan kerusakan lingkungan.

Pada infrastruktur jembatan dan laut, korosi baja yang tidak segera diatasi dapat menyebabkan keruntuhan, kegagalan, atau perbaikan yang mahal.

Menurut banyak penelitian, hanya dengan menerapkan tindakan anti karat yang baik dapat menghemat 15-35% biaya perawatan dan penggantian tahunan, sekaligus meminimalkan risiko insiden serius.

Cara efektif mencegah karat

Berkat pemahaman mekanisme kimia karat, manusia telah menemukan banyak solusi untuk mencegah atau memperlambat proses korosi. Beberapa langkah umum meliputi:

Pelapisan permukaan: Cat berfungsi seperti "jas hujan" bagi logam. Lapisan cat mencegah oksigen dan kelembapan bersentuhan langsung dengan permukaan besi dan baja, dua faktor penting dalam pembentukan karat. Oleh karena itu, mulai dari rangka pintu besi, pagar, hingga lambung kapal atau gelagar jembatan, pelapisan berkala tidak hanya membantu memperpanjang masa pakai tetapi juga mempertahankan tampilan baru yang berkilau.

Jaga agar barang tetap kering: Kelembapan merupakan "penyumbang" karat. Oleh karena itu, peralatan logam sebaiknya disimpan di tempat yang kering dan berventilasi baik, atau dilengkapi dehumidifier. Untuk mesin yang digunakan di luar ruangan, melindunginya dari hujan dan angin juga membantu mengurangi risiko korosi.

Galvanisasi: Teknik galvanisasi menciptakan lapisan logam "korban" di bagian luar besi. Seng teroksidasi terlebih dahulu, membentuk lapisan seng oksida yang tahan lama yang mencegah oksigen dan air mencapai besi di bawahnya. Metode ini umumnya ditemukan pada tiang listrik, rangka konstruksi baja, atau pagar luar ruangan.

Menggunakan baja tahan karat: Baja tahan karat adalah paduan besi dengan kromium dan beberapa logam lainnya. Saat terpapar udara, kromium menciptakan lapisan oksida kromium yang sangat tipis, ratusan ribu kali lebih tipis daripada sehelai rambut, tetapi sangat tahan lama dan transparan. Khususnya, lapisan ini memiliki kemampuan untuk "memulihkan diri": jika tergores, kromium akan cepat bereaksi dengan oksigen untuk meregenerasi lapisan pelindung. Berkat hal ini, baja tahan karat banyak digunakan, mulai dari pisau, wastafel, hingga peralatan medis .

Dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi, para ilmuwan dapat mengamati atom-atom logam individual yang kehilangan elektron dan teroksidasi. Misalnya, aluminium, ketika terpapar oksigen atau uap air, akan segera membentuk lapisan aluminium oksida yang tahan lama yang mencegah reaksi lebih lanjut, tidak seperti besi yang memiliki lapisan karat berpori yang memungkinkan korosi berlanjut.

Penelitian yang lebih mendalam terhadap proses ini dapat menghasilkan material yang lebih kuat, mulai dari jembatan dan sel surya hingga pesawat terbang yang lebih aman.

MINH HAI

Sumber: https://tuoitre.vn/gi-set-gay-ton-hang-tram-ti-usd-moi-nam-con-nguoi-doi-pho-the-nao-20250812163539127.htm