KOROSI MIKROBIOLOGI

Abstrak

Dewasa ini banyak terjadi korosi pada benda logam yang digunakan dalam

pembuatan alat-alat rumah tangga seperti pagar besi, pisau, dan lainnya. Korosi

tersebut salah satunya disebabkan oleh mikroorganisme seperti jamur, alga dan

bakteri. Dalam penyusunan artikel ini menjelaskan apa itu korosi

mikroorganisme atau korosi mikrobiologi, jenis mikroorganisme penyebab

terjadinya korosi ini , mekanisme korosi ini terjadi dan hal-hal lainnya yang

bersangkutan dengan terjadinya korosi mikrobiologi.

Kata kunci: korosi, mikroorganisme, mekanisme, penyebab.

A. Pendahuluan

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara

suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-

senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari korosi disebut

perkaratan, contoh korosi yang paling lazim adalah korosi pada baja karbon. Pada

peristiwa korosi ini logam akan mengalami suatu reaksi oksidasi, sedangkan

oksigen (udara) mengalami suatu reaksi reduksi.

Korosi logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat, korosi dapat juga

diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara

kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan

bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya.

Contohnya bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa

besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi

yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian baja

tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali

menjadi senyawa besi oksida).

Korosi dipengaruhi oleh mikroba yang merupakan inisiasi atau aktifitas korosi

akibat aktifitas mikroba dan proses korosi. Korosi pertama di indentifikasi hampir

100 jenis dan telah dideskripsikan awal tahun 1934, bagaimanapun korosi yang

disebabkan oleh aktifitas mikroba tidak dipandang serius saat degradasi

1

pemakaian sistem industri moderen hingga pertengahan tahun 1970. Ketika itu

pengaruh serangan mikroba semakin tinggi, sebagai contoh pada kendaraan

bermotor terutama pada exhaust knalpot yang secara langsung terkena panas yang

cukup tinggi dan pada tangki air stainlees steel dinding dalam terjadi serangan

korosi lubang yang luas pada permukaan sehingga para industriawan menyadari

serangan tersebut. Selama tahun 1980 dan berlanjut hingga awal tahun 2000

fenomena tersebut dimasukkan sebagai bahan perhatian dalam biaya operasi dan

pemeriksaan sistem industri. Dari fenomena tersebut banyak institusi mempelajari

dan memecahkan masalah ini dengan penelitian untuk mengurangi bahaya korosi

tersebut.

B. Korosi Mikrobiologi

Korosi dapat terjadi karena proses fisis, kimiawi, maupun biologis. Korosi

oleh mikrobiologi merupakan korosi yang disebabkan oleh mikroorganisme,

khususnya oleh bakteri, yang disebut juga dengan MIC (Microbiologically

Influenced Corrosion). Korosi jenis ini cukup berbahaya karena dapat terjadi pada

kondisi range pH disekitar pH netral, yaitu antara pH 4 sampai 9 dengan suhu

lingkungan berkisar antara 10° C hingga 50°C. Korosi jenis ini biasanya terjadi

pada tempat-tempat yang terbuat dari logam dengan kondisi konstan/stagnan.

Logam-logam yang dapat terkorosi oleh mikrobiologi antara lain baja karbon,

stainless steel, dan logam paduan aluminium-tembaga.

Awal kemunculan dari MIC sering kali tidak terduga, korosi berat dari

sejumlah logam terjadi pada temperatur lingkungan normal atau larutan encer

dimana laju korosi biasanya rendah. Ciri khas terjadinya MIC adalah adanya

endapan yang berlebihan atau terjadi penebalan lapisan (gumpalan) disekitar MIC.

Gambar 1. Korosi mikrobiologi

2

Gambar 2. Korosi MIC

C. Jenis-jenis Mikrobiologi Penyebab Korosi

Mikroorganisme dikategorikan berdasarkan kadar oksigen yaitu :

1. Jenis anaerob, berkembang biak pada kondisi tidak adanya oksigen.

2. Jenis Aerob, berkembang biak pada kondisi kaya oksigen.

3. Jenis anaerob fakultatif, berkembang biak pada dua kondisi.

4. Mikroaerofil, berkembang biak menggunakan sedikit oksigen

Mikroorganisme hadir pada kondisi aerob, maupun anaerob. Kondisi aerob

merupakan kondisi dengan ketersediaan yang melimpah, sebaliknya anaerob

merupakan kondisi dengan tanpa adanya oksigen. Berikut adalah tabel jenis

bakteri aerobik dan anaerobik penyebab korosi.

Tabel 1. Bakteri Aerobik Penyebab Korosi

Genus atau SpesiesRange

pH

Range

Suhu

°C

Logam yang

Dapat TerkorosiAksi Korosif

Thiobacillus

thiooxidans0.5-8 10-40

Besi dan baja,

paduan tembaga

Mengoksidasi

sulfur dan

sulfida menjadi

H2SO4,

Thiobacillus

ferrooxidans1-7 10-40 Besi dan baja

Mengoksidasi

Fe2+ menjadi

Fe3+

Gallionella 7-10 20-40 Besi dan baja,

stainless steel

Mengoksidasi

Fe2+ dan Mn2+

menjadi Fe3+

3

dan Mn3+

Sphaerotilus 7-10 20-40Besi dan baja,

stainless steel

Mengoksidasi

Fe2+ dan Mn2+

menjadi Fe3+

dan Mn3+

Pseudonomas 4-9 20-40Besi dan baja,

stainless steel

Mereduksi Fe3+

menjadi Fe2+

P. aeruginosa 4-8 20-40 Paduan aluminium ...

Tabel 2. Bakteri Anaerobik Penyabab Korosi

Genus atau SpesiesRange

pH

Range

Suhu

°C

Logam yang

Dapat Terkorosi

Tindakan

Korosif

Desulfovibrio

desulfuricans4-8 10-40

Besi dan baja,

stainless steel,

aluminium seng,

paduan tembaga

Memanfaatkan

hidrogen dalam

mereduksi SO42-

menjadi S2- dan

H2S

Desulfotomaculum

nigrificans6-8

10-40

dan 45-

75

Besi dan baja,

stainless steel

Mereduksi SO42-

menjadi S2- dan

H2S

Desulfomonas ... 10-40 Besi dan baja

Mereduksi SO42-

menjadi S2- dan

H2S

Selain bakteri-bakteri pada Tabel 1. dan Tabel 2. terdapat mikroorganisme

berupa jamur yang juga dapat berperan menyebabkan MIC, yaitu jamur

Cladosporium resinae yang bekerja pada range pH 3-7 dengan temperatur

lingkungan 10°C-45°C dan dapat mengkorosi logam paduan aluminium dengan

memproduksi asam organik dalam proses metabolismenya.

Fenomena korosi yang terjadi dapat disebabkan adanya keberadaan dari

bakteri. Jenis- jenis bakteri yang berkembang yaitu :

4

1. Bakteri reduksi sulfat

Bakteri ini merupakan bakteri jenis anaerob membutuhkan lingkungan bebas

oksigen atau lingkungan reduksi, bakteri ini bersirkulasi di dalam air aerasi

termasuk larutan klorin dan oksidiser lainnya, hingga mencapai kondisi ideal

untuk mendukung metabolisme. Bakteri ini tumbuh pada oksigen rendah. Bakteri

ini tumbuh pada daerah- daerah kanal, pelabuhan, daerah air tenang tergantung

pada lingkungannya. Bakteri ini mereduksi sulfat menjadi sulfit, biasanya terlihat

dari meningkatnya kadar H2S atau Besi sulfida. Tidak adanya sulfat, beberapa

turunan dapat berfungsi sebagai fermenter menggunakan campuran organik

seperti pyruvnate untuk memproduksi asetat, hidrogen dan CO2, banyak bakteri

jenis ini berisi enzim hidrogenase yang mengkonsumsi hidrogen.

2. Bakteri oksidasi sulfur-sulfida

Bakteri jenis ini merupakan bakteri aerob yang mendapatkan energi dari

oksidasi sulfit atau sulfur. Bebarapa tipe bakteri aerob dapat teroksidasi sulfur

menjadi asam sulfurik dan nilai pH menjadi 1. Bakteri Thiobaccilus umumnya

ditemukan di deposit mineral dan menyebabkan drainase tambang menjadi asam.

3. Bakteri besi mangan oksida

Bakteri memperoleh energi dari oksidasi Fe2+ atau Fe3+ dimana deposit

berhubungan dengan bakteri korosi. Bakteri ini hampir selalu ditemukan di

Tubercle (gundukan Hemispherikal berlainan ) di atas lubang pit pada permukaan

baja. Umumnya oksidaser besi ditemukan di lingkungan dengan filamen yang

panjang.

D. Mekanime Korosi Mikrobiologi

Mekanisme terjadinya korosi oleh adanya bakteri pertama kali di tulis oleh

Kurhdan Vlugt. Ada 4 (empat) hipotesa mengenai mekanisme korosi oleh bakteri:

1. Mikroba dapat mengeluarkan inhibitor mineral dari media fosfat dan

nitrat. Fosfat dan Nitrat mempunyai sifat inhibitor pada aluminium tapi

digunakan dalam metabolisme bakteri. Media yang tertinggal jadi korosi,

juga dengan adanya sumber protein dapat menetralkan pengaruh dari

inhibitor. Sebenarnya konsentrasi nitrat 12mMol sudah efektif untuk

inhibitor, tetapi dilingkungan 0,2 – 0,8 mMol Nitrat sudah dapat menjadi

5

inhibitor. Dengan adanya bakteri maka jumlah konsentrasi ini jadi tidak

berfungsi.

2. Mikrobia dapat merubah hidrokarbonn menjadi produk yang cukup korosif

dan walaupun telah diuraikan masih tetap dapat menyerang alumunium.

3. Akibat hidupnya mikrobia dapat menimbulkan sel konsentrasi oksigen

hingga akan timbul elemen galvanik, dimana akan menimbulkan korosi

sumur. Dalam sumur tadi di dapat bakteri Desulfovibrio desulfuricans dan

akan menghasilkan senyawa sulfida. Tipe korosi ini analog dengan dengan

korosi besi sampai terbentuk besi sulfida.

4. Mikrobia akan mengambil sumber elektron dari logam. Untuk hidupnya

mikroorganisme melakukan metabolisme secara langsung atau secara tidak

langsung dengan logam sehingga reaksi akan menimbulkan korosi. Atau

dapat pula hasil reaksinya membuat lingkungan yang korosif. Contoh

mikroba reduktor sulfat anaerobik adalah Desulfovibrio desulforicans.

Mekanisme korosi oleh bakteri dapat dikelompokkan dalam proses-proses

berikut :

1. Memproduksi sel aerasi diferensial.

2. Memproduksi metabolit korosif.

Interferensi terhadap proses katodik dalam kondisi bebas oksigen.

Mekanisme korosi oleh SRB dikemukakan oleh banyak ahli antara lain oleh Kuhr

dan Vlugt. Kuhr dan Vlught menyebutkan bahwa korosi oleh SRB dalam

lingkungan anaerob dan netral, reaksi katodiknya tidak mungkin berupa reduksi

O2 ataupun reduksi H+. Namun serangan korosi yang terjadi bisa sangat parah,

berarti ada reaksi katodik lain yang berlangsung, yang melibatkan SRB. Kuhr dan

Vlught menyatakan bahwa SRB menggunakan hidrogen katodik untuk reduksi

dissimilasi sulfat menurut reaksi sebagai berikut :

Reaksi anodik :    4 Fe                   4 Fe2+ + 8 e-

Dissosiasi air   :     8 H2O                   8 H+ + 8 OH-

Reaksi katodik:    8 H+ + 8 e-                  8 Ho

Depolarisasi Katodik oleh Bakteri Pereduksi Sulfat :

SO42- + 8 Ho                  S2- + 4 H2O

Produk Korosi :

6

Fe2+ + S2-                     FeS   dan  3 Fe2+ + 6 OH-                  3 Fe(OH)2

Reaksi Keseluruhan :

4 Fe + SO42- + 4 H2O                  3 Fe(OH)2 + FeS + 2 OH-

Adapun mekanisme terjadinya adalah:

1. Mekanisme Korosi Oleh Bakteri Anaerobik pada Besi

Bakteri anaerob ini dikenal dengan bakteri pereduksi sulfat (SRB). Dalam

metabolismenya, bakteri ini mengeluarkan enzim hidrogenase yang dapat

melakukan depolarisasi pada daerah yang sekitar mikroba. Depolarisasi terjadi

karena pasokan oksigen ke daerah katoda bereaksi dengan ion hidrogen. Adanya

bakteri ini pada besi akan menyebabkan terjadinya reaksi reduksi katodik

2H+ + 2e-2H+H2

yang bertambah cepat reaksinya ketika H yang baru terbentuk bereaksi dengan O

yang terbentuk dari reduksi sulfat

SO42- S2- + 4O

Sulfida yang terbentuk, baik sulfida terlarut maupun sulfida padat, akan

mempercepat proses korosi.

S2- + Fe2+ FeS

FeS yang terbentuk merupakan produk korosi. Film FeS dapat menjadi

pelindung pada daerah sulfida netral, dimana hidrogenase dapat membantu

penghapusan hidrogen pada atau dari dalam film sulfida. Selain FeS produk

samping yang dihasilkan adalah Fe (OH)2

3 Fe2+ + 6 (OH)- 3 Fe (OH)2

yang akan membentuk gumpalan kerak besi.

Gambar 3. Korosi Bakteri Anaerobik pada Besi

7

2. Mekanisme Korosi Oleh Bakteri Aerobik pada Besi

Dari sudut pandang korosi, konsumsi oksigen oleh bakteri aerobik dapat

mengakibatkan terjadinya satu atau beberapa hal seperti pembentukan lendir,

oksidasi sulfida, oksidasi besi, dan terbentuknya asam sebagai hasil metabolisme.

Bakteri pengoksidasi sulfida akan menghasilkan asam belerang yang korosif,

namun dapat juga menghasilkan lendir. Sedangkan bakteri pengoksidasi besi akan

mengoksidasi ion besi Fe2+ yang mudah terlarut menjadi ion yang sulit terlarut,

ion Fe3+. Rendahnya aktivitas Fe2+ akan meningkatkan laju reaksi anodik.

Fe Fe2+ + 2e-

Hasil dari oksidasi ini adalah berubah gumpalan tak terlarut yang terbuat dari

oksida ferik hidrat dan ekskresi lendir biologis yang tumbuh pada permukaan besi.

Daerah dibawah endapan (gumpalan) hasil oksidasi akan terlindung dan menjadi

anoda. Dengan oksigen yang semakin berkurang disekeliling logam tersebut,

maka akan terjadi reaksi

O2 + 2H2O + 4e- 4OH-.

Peningkatan kosentrasi OH- pada permukaan akan memicu terbentuknya endapan

Fe(OH)3 atau Fe2(CO)3.

3. Mekanisme Korosi Oleh Mikroorganisme pada Stainless Steel dan logam

lainnya

MIC pada stainless steel sering kali terlihat pada logam las-an. Serangan

paling besar terjadi pada logam las itu sendiri atau pada heat affected zone (HAZ)

di dekat daerah pengelasan. Pada aluminium, korosi dapat terjadi pada air dengan

pH netral. Mikroba, misalnya jamur, memproduksi asam yang larut dalam air

sebagai fase pengkotaminasi dan menyerang aluminium tersebut. Bakteri

Thiobacillus thiooxidans mengkorosi tembaga dan tahan terhadap racunnya

hingga konsentrasi 2% tembaga.

E. Faktor yang Mempengaruhi Terjadinya Korosi Mikrobiologi

Masalah korosi mikrobiologis di dalam suatu sistem lingkungan mempunyai

beberapa variabel-variabel yaitu :

Masalah biokorosi di dalam suatu sistem lingkungan mempunyai beberapa

variabel-variabel yaitu :

8

1. Temperatur, umumnya kenaikan suhu dapat meningkatkan laju korosi

tergantung  karakteristik mikroorganisme yang mempunyai suhu optimum

untuk tumbuh yang  berlainan.

2. Kecepatan alir, jika kecepatan alir biofilm rendah akan mudah terganggu

sedangkan kecepatan alir tinggi menyebabkan lapisan lebih tipis dan

padat.

3. pH, umumnya pH bulk air dapat mempengaruhi metabolisme

mikroorganisme.

4. Kadar Oksigen, banyak bakteri membutuhkan O2 untuk tumbuh, namun

pada Organisme fakultatif jika O2 berkurang maka dengan cepat bakteri ini

mengubah metabolismenya menjadi bakteri anaerob.

5. Kebersihan, dimaksud air yang kadar endapan padatan rendah, padatan ini

menciptakan keadaan di permukaan untuk tumbuhnya aktifitas mikroba.

Pada korosi bakteri secara umum merupakan gabungan dan pengembangan sel

diferensial oksigen, konsentrasi klorida dibawah deposit sulfida, larutan produk

korosi dan depolarisasi katodik lapisan proteksi hidrogen. Biofilm bakteri

merupakan agen dari proses inisiasi dan propagasi pertumbuhan korosi bakteri

terlihat pada Gambar 1, sehingga korosi mikroba tidak terjadi dengan absennya

biofilm. Biofilm menyediakan kondisi kondisi local lingkungan misalnya pH yang

rendah, sel difrensial oksigen untuk inisiasi atau propagasi  aktifitas korosi.

F. Tempat – tempat yang Dapat Terserang Korosi Mikrobiologi

Korosi mikrobiologi berbahaya karena dapat terjadi pada rentang pH asam,

basa, bahkan netral. Korosi tersebut dapat terjadi dimana saja dengan kondisi

lingkungan yang sesuai dengan kebutuhan perkembangan mikroba penyebab

korosi, termasuk pada berbagai jenis industri. Korosi yang terjadi pada peralatan

industri perlu dihindari karena dapat mempengaruhi kualitas proses dan dapat

menyebabkan kegagalan proses. Berikut adalah tempat-tempat yang biasanya

dapat terjadi korosi mikrobiologi pada beberapa jenis industri.

Tabel 3. Industri yang Berpotensi Adanya Korosi Mikrobiologi

Jenis Industri Lingkup Permasalahan

Industri proses – kimia Tangki stainless steel, jalur pipa dan

9

sambungan, daerah las-an setelah

menjalani hydrotest

Pembagkit nuklir

Tangki dan perpiapaan baja karbon dan

stainless steel, pipa dan tabung air

pendingin

Industri minyak dan gas onshore

dan offshore Sistem handling minyak dan gas

Industri dengan jalur pipa bawah

tanah

Tanah dekat dengan bahan organik yang

membusuk

Industri water treatment Heat exchanger dan perpipaan

Industri pemeliharaan jalan raya Pipa gorong-gorong

Industri aviasi Tangki penyimpanan bahan bakar

Gambar 4. Sedimen lendir korosi yang terbentuk pada permukaan di dalam

pipa (I), Produk korosi yang terbentuk pada bagian bawah atap tangki

penyimpanan berbahan paduan aluminium selama hydrotest (II), Korosi pada

radiator elbow diesel engine cooling system (IIIa), pembungkus thermostat (IIIb),

dan radiator housing (IIIc).

G. Penanggulangan Korosi Mikrobiologi

Pencegahan MIC dapat dilakukan dengan cara melakukan pembersihan

permukaan secara mekanis berkala dan perawatan dengan biocides untuk

10

mengontrol populasi bakteri. Biocides adalah formulasi dari satu atau lebih

substansi aktif yang dapat membunuh atau mengendalikan virus, bakteri,

ganggang, jamur atau ragi. Selain itu, selama penyimpanan atau setelah

dilakukannya hydrotest, air tidak boleh dipertahankan sampai beberapa hari.

Untuk menghindari kemungkinan terjadinya MIC, pengurasan total dan

pengelapan hingga kering perlu dilakukan.

Pengendalian korosi biasanya merupakan serangkaian pekerjaan yang terpadu,

antara lain:

1. Perancangan geometris alat atau benda kerja.

2. Pemilihan bahan yang sesuai dengan lingkungan.

3. Pelapisan dengan bahan lain lain untuk mengisolasi bahan dari

lingkungan, atau coating.

4. Pemberian bahan kimia pada media mengalir yang dapat menghambat

korosi, atau Inhibisi.

5. Proteksi katodik yaitu memasok arus negatif ke badan benda kerja agar

terhindar dari reaksi oksidasi oleh lingkungan.

6. Inspeksi rutin terhadap kinerja semua upaya proteksi yang dilakukan

7. Pemeliharaan kebersihan.

H. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari uraian diatas adalah:

1. Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara

suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan

senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki.

2. Pada peristiwa korosi ini logam akan mengalami suatu reaksi oksidasi,

sedangkan oksigen (udara) mengalami suatu reaksi reduksi.

3. Mikroorganisme dikategorikan berdasarkan kadar oksigen yaitu jenis

anaerob, jenis Aerob, jenis anaerob fakultatif, Mikroaerofil.

4. Faktor yang Mempengaruhi Terjadinya Korosi Mikrobiologi adalah

Temperatur, Kecepatan alir, pH, Kadar Oksigen, dan Kebersihan.

11

5. Mekanisme korosi oleh bakteri dapat dikelompokkan dalam proses-proses

berikut yaitu Memproduksi sel aerasi diferensial, Memproduksi metabolit

korosif.

6. Biocides adalah formulasi dari satu atau lebih substansi aktif yang dapat

membunuh atau mengendalikan virus, bakteri, ganggang, jamur atau ragi.

7. Tempat – tempat yang Dapat Terserang Korosi Mikrobiologi adalah

Industri proses – kimia, Pembagkit nuklir, Industri minyak dan gas

onshore dan offshore, Industri dengan jalur pipa bawah tanah, Industri

water treatment, Industri aviasi, dan Industri pemeliharaan jalan raya.

I. Saran

Adapun saran untuk mengatasi permasalahan diatas adalah:

1. Sebaiknya logam dilapisi cat, pelumas, minyak agar lebih tahan terhadap

korosi.

2. Menjaga kelembaban udara sekitar benda atau logam.

3. Menghindarkan kontak langsung antara logam dengan air.

Daftar Pustaka

12

D. Suhartanti, 2006, Laju Korosi Baja oleh Desulfomicrobium Baculatum dan

Desulfomonas Pigra, Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta.

G. Priyotomo, Teguh, 2007, Degradasi Fungsi Sistem Industri Akibat Korosi

Mikrobiologi, Puslit Metalurgi LIPI.

J. Starosvetsky et al, 2007, Identification of microbiologically influenced

corrosion (MIC) in industrial equipment failures, Elsevier Journal.

Jones, Denny A, 1996, Principles and Prevention of Corrosion, Prentice Hall

Pradipta, dani. 2011. Diunduh pada tanggal 22 desember 2013 dari http://avtr

eng-d-24.blogspot.com/2011/12/korosi-mikrobiologi.html

http://mechanicalengboy.wordpress.com/2012/12/23/pengenalan-korosi-dan-

penyebab-penyebab-korosi-part-1/

13