METODE KONSERVASI BENDA CAGAR BUDAYA

BERBASIS ELEKTRO - OSMOSIS

Olcli:

Dr. Kuwat Triyann, M.SL, Doscn Fakultas MIPA UGMIr. Hcndv Soesiio

Kasi Pciayanan Tcknis Balai Konscrvasi Peninggalan Borobuciur

Latar Belakang

Upaya pemugaran CandiBorobudur dilakukan sebanvak dua kali

vairu pertama dilakukan oleh pemerintahHindia Belanda dibawah pimpinan VanErp dan yang kedua dilakukan olehpemerintah Indonesia vang diketuai olehSoekmono.

Pemugaran I pada tahun 1907-1911 oleh Van Erp sepenuhnya dibiayaioleh Pemerintah Hindia Belanda. Sasaran

pemugaran lebih banyak ditujukan padabagian puncak candi yaitu tiga teras bundardan stupa pusatnya (bagian ini hilang).Namun oleh karena beberapa batu ridakdiketemukan kembali, antara lain bagianpuncak (catra) stupa, tidak bisa dipasang.Pemugaran bagian bawahnva lebih bersifattambal sulam seperti perbaikan/pemerataan lorong, perbaikan dindingdanlangkan tanpa pembongkaran sehinggamasih terlihat miring. Usaha-usahakonservasi telah dilakukan sejakpemugaran pertama oleh PemerintahHindia Belanda dengan terus menerusmengadakan pengamatan dan penelitianterhadap Candi Borobudur. Sementara ituproses kerusakan dan pelapukan batu-batuCandi Borobudur vang disebabkan olehberbagai faktor terus berlangsung. Hasilpenelitian }'ang dilakukan oleh suatupanitia vang dibentuk pada tahun 1924diketahui bahwa sebab-sebab kerusakan

itu ada 3 macam, yaitu korosi, mekanisserta kuat tekan dan tegangan di dalambatu-batu itu sendiri (Cl.V. 1930 ; 120-132).Bcrdasarkan perbandingan antara kondisisaat itu dengan foto-foto vang dibuat Van|-irp 10 tahun sebelumnya, diketahuiternvata proses kerusakan pada CandiBorobudur terus terjadi dan semakin

parah, terutama pada dinding relief batu-batunva rusak akibar pengaruh iklim.

Pemugaran II pada tahun 1973-

19K3 f)leh Pemerintah Indonesia \'angdibantu dari l'Ni iS(X) dan negara-ncgaradonatur. Pemugaran tahap kedua adalahuntuk mcmperbaiki dan mcngembalikanbagian Rupadatu (tul:)u]i candi). Meskipunpemugaran tiinvatakan sudah sclesai, tetapimasih meninggaikan pekcrjaan besar yaitup e m e 1 1 h a r a a n, p c r a w a r a n , danpelesiariannya sebagai VCarisan Dunia.Dalam pemlmngkaran terscbutada tiga

macam pekerjaan, yaitu tekno arkeologiyang terdiri atas pembongkaran seluruhbagian Rupadhatu, vairu empat tingkat segiempat di atas kaki candi, pekerjaan tekniksipil yaitu pemasangan pondasi betonbertulang untuk mendukung CandiBorobudur untuk setiap tingkatnva dengandibcri saluran air dan lapisan kedap air didalam konstruksinya, dan pekerjaankemiko arkeologis yaitu pembersihan danpengawetan batu-batunya, sertapemusunan kembali batu-batu vang sudahbersih dari jasad renik (lumut, cendawan,dan mikroorganisme lainnya) ke bcntuksemula.Usaha-usaha konservasi Candi

Borobudur telah dilakukan sejakpemugaran pertama dengan terus menerusmengadakan pengamatan dan penelidanterhadap proses kerusakan dan pelapukanbatu-batu candi yang disebabkan olehberbagai faktor. Hingga saat ini, proseskerusakan pada Candi Borobudur terusterjadi dan semakin parah, terutamadinding relicfnya banvak vang rusak akibatpengaruh eksternal maupun internal daribatu. Sebenarnya, sejak pemugaran kedua,telah dilakukan pekerjaan kemikoarkeologis yaitu pembersihan danpengawetan batuan, dan akhirnyapenyusunan kembali batu-batu yzng sudahbersih dari jasad renik (lumut, cendawan,dan mikroorganisme lainnya) ke bentuksemula. Dari hasil pengamatan, beberapabagian candi telah mengalami kerusakanvang diakibatkan oleh faktor eksternal,vakni

berupa faktor lingkungan, baik yangbersifat biotis (lumut, algae, dan jasad reniklainnya) dan yang bersifat abiotis (panasmatahari, air hujan, kelcmbaban, dansebagainya). Scdang faktor internal yangberpengaruh adalah kondisi fisik maupunpetrologi batuan yang ada.

Oleh karenanya penulis mencobamelakukan inovasi penelitian yangmenggabungkan antara fungsi leadsebagai layer faktor pelindung kelcmbabanbatu, dengan metode elektro-osmosis. Halini berguna untuk mengatasi kerusakanbatu akibat air hujan, terutama yangterjebak diantara batu candi, maka dalampenulisan ini akan disajikan ulasan singkatmcngenai metode pengcringan yang tidakmerusak menggunakan sistem elektro-osmosis.

Manfaat Penelitian

Dengan metode elektro-osmosisdiharapkan layer-layer yang bersifat pasifsebagai pelindung batuan dari faktorkelcmbaban akibat air hujan yang terjebakdalam batuan, dapat diserap dandikeringkan oleh prinsip metodeelektrode-elektrode kation maupun anitjnyang berperan aktif. Prinsip penelitianadalah membuat jaringan elektro-osmosissebagai layer yang berperan aktif untukmenetralisir kelcmbaban benda cagarbudaya, sehingga benda cagar budaya yangada tcrjaga keiestariannya.

inMItU

Waath«r

swriM

(iamlxir 1. Sktnia sisiftii ckkim osmosis vanji akan liikcmbanekan,ilimana .A dan S masin^-masini: adalah anoda dan sensor siihii dansensor kelemhabaii

A

Metode Dan Teori Elektro-osmosis

S i s t e m c 1 c k t r o - o s m o s i s

membutuhkan beda potensial ancara duatitik sebuah obyek (anoda dan katoda). Jikabagian obyek telah jenuh dengan air, makapada bagian tersebut akan mcmilikipotensial negatif. Hal ini akanmcnyebabkan ion-ion positif daiam airakan menempari daerah sekitar obyeksehingga seakan-akan tcrbentuk dualapisan listrik. Akhirnya ion-ion positiftersbut akan berpindah menuju daerahvang potensialnya Icbih rendah (Icatoda).Dengan kondisi tersebut, ion-ion positiftersebut dikatakan terhidrasi dimana jikasetiap ion mcmbawa sejumlah kecil air,maka pada gilirannya mcnyebabkan airmengalir menuju potensial yang rendah.Dalam penelirian ini akan diterapkan arusDC berbentuk pulsa agar bcda tekananosmosis dari suatu sisi dengan sisi yang laindari suatu obyek dapat terjaga.

Scperti ditunjukkan dalamGambar 1, setiap anoda sccaraberpasangan dengan sensor disisipkandiantara celah batuan candi. Denganmcnerapkan arus DC pulsa, maka air yangtadinya tcrjebak dapat mengalir ke katodadi luar candi. Jika air telah kering,diindikasikan oleh sensor, maka secara

otomatis penerapan arus DC akanberhenti. Beberapa alasan digunakannyametode ini antara lain adalah tidak merusak

karena ddak memanaskan, mudah dalampenerapannya, konsumsi daya listriknyarelative rendah serta telah terbuktiditerapkan di banyak negara secara efektif.Untuk jangka panjang daya listrik yangdibutuhkan dalam sistem ini dapatdipcroleh dengan menggunakan sel surya.Aplikasi dari teori elektro-osmosis dapatditerapkan pada sebuah bangunan, dimanakelcmbaban merupakan masalah besardengan dampak ketusakan yang cukupmengkhawatirkan. Beberapa metode telahdikembangkan untuk mengatasi masalahtersebut dengan system elektro-osmosis.

kvT r.»'v a-.

bangunan vang Icmbab akibat masukknvaair kc dalam dinding maupun lantai. Scpertihalnva batuan candi yang terbuka danccrguyur oleh air hujan secara langsung,dampaknya juga sangat mirip dengankondisi bangunan tersebut. Bahkankondisi ini juga sangat mungkin dialamioleh bangunan-bangunan kuno yangbernilai historis termasuk museum,dimana saat dibangun tidakmemperhatikan efek kelembaban tersebutdalam konstruksinva.

Dalam kaitannva dengan systemelektro-osmosis yang akan dikembangkan,maka pada tahap awal perlu diadakankajian mengenai karakteristik batuan candiBorobudur secara mendalam. Sctelah itu

barulah dapat dirancang sebuah systemyang sesuai.

Mekanisme Kerja Elektro-osmosis

Beberapa pcnelitian telahterbukti mampu mengatasi kelembabanatau bahkan air yang ter jcbak dalam sebuahobyek seperti dilukiskan pada Gambar 3,vakni sebuah ilustrasi metode pengeringandengan teknik tak merusak menggunakanelektro-osmosis. Prinsip kerja dari systemelektro-osmosis ditemukan oleh Prof.

Reuss dari Moscow pada tahun 1807.

(irttnbar 2. Diaj;r.»m siruknir lianj^nan yant; Icmbab

Gambar 2 adalah ilustrasi sebuah

A

br'

|fe»4Qv^B r ^4

7^^

I -

Gambar 3. Diagram struktur ]iani;unan vang kmhali

Secara ll)m6'fi'^"y)b¥llV£!i-ingannyadilukiskan dalam Gambar 4, dimana sistem

elektro-osmosis meinbutuhkan beda

potensial antara dua titik sebuah obvck.Jika bagian obvek telah jenuh dengan air,maka pada bagian tersebut akan mcmilikipotensial negative. Hal ini akanmcnyebabkan ion-ion positif dalam airakan mcnempati daerah sekitar obveksehingga seakan-akan terbentuk dualapisan listrik. ,\khirnva ion-ion positiftersebut akan berpindah menuju daerahyang potensialnya Icbih rendah. Ion-ionpositif tersebut dikatakan terhidrasi ilimana jika setiap ion mcmbawa sejumlahkecil air, maka pada gilirannvamcnyebabkan air mengalir menujupotensial \'ang rendah.

Gambar 4. .Modd svstcm v-lckrro-osmcisis dan prinsipkcrianva

Perancangan Sistem Elektro-osmosis

Ada beberapa jenis systemelektro-osmosis di pasaran. Kebanvakandari jenis vang ada adalah berupa systemyang pasif. Pada system semacam iniumumnva beda potensial dibentuk denganmengalirkan arus DC maupun AC padaclektroda. Dengan system tersebut,pcmindahan air hanva berumur sangatpendek karena gava osmosis akan mudahtcrbalik sehingga air akan mengalir kembalikc dalam obvek. Untuk mengatasi Haltersebut, maka dalam pencliuan ini akanditerapkan arus DC terbentuk pula. Modelini sudah berhasil diterapkan di ban\-akobyek (misalnya U.S. patent No.5,368,709). Dengan penerapan arus DC,maka beda tekanan osmosis dari suatu sisi

dengan sisi yang lain dari suatu obyek dapatterjaga.

Permasaiahan berikutnva vangmuncul adalah mudah tcrkorosinxa bahan

elekrroda, khususnva anoda, di manaanoda mengalami proses oksidasi-reduksip3ida saat opcrasional. I'ntuk mengatasi halitu, maka akan diusulkan penggunaanbahan anoda yang kurang reakdf terhadapproses oksidari-rcduksi, vakni bahankeramik campuran oksida logam (mixedmetal oxide). Bahan tersebut dapatdipcroleh dari Ceranode TechnologiesInternational.

I PxuAavAM

a

r.-TT3

::<F7

j'—

Immhiir Blxk iliuuriim nmirk.ii.in lisink

ivsii-m clcktrii uvnui-i'-

A

Dari Gambar 5 terlihat bahwa rangkaianelektronik pengendali otomatis dapatdibagi mcnjadi tiga bagian, yakni unit catudava (power unit), unit kontrol (controlunit) serta unit keluaran (output unit).Sementara itu, rancangan pulsa arus DCdapat diiihat daiam Gambar 6.

Gambar 6, Pola pulsa uniuk svsifin cltkiro-osmiisis \diktmlsanj^kan

Kesimpulan Dan Saran

Bahwa mctodc clcktro-osmosis

dapat dipergunakan scbagai kcgiatanprevcntif konscrvasi tcrhadap bob, perludilakukan penclitian yang komprchcnsifdcngan melibatkan pcran serta pencliti,konservator, dar orang vang mcmpunvaikompetcnsi di bidangnya.Idcktro-osmosis dapat dikembangkandcngan sistcm cfisiensi clcktnk chanclscrta tenaga scl surva, sehingga dapatdipergunakan dipelosok dacrah yang tidakterkoncksi jaringan listrik.Dapat mcngurangi bia\-a perawatan danpenggunaan bahan kimia (konservan) \'angdapat mcmpcrccpat kcrusakan bendacagarbudava. S

Daftar Piistaka

G.S Robinson, "An Accelerated Test

Method for Predicting theDurabilit\- of Brick", MSthesis, (dcmson University,Clcmson,S.C:(1976).

I lendv S, dkk, "Tinjauan Karaktcristik SifatFisik Material BCB Dari

Batu", Makalah basil studi,Balai Konservasi PeninggalanBorobudur,2007.

S.Z. Lewin and A.l-i Gharola, "The PhysicalChemistrv of DeterioratedBrick and Its ImpregnadonTechnic)ue", paper presentedat the Congress for the Brickof N'enice, October 22, 1979.

Kerusakan relief di Candi Borobudur akibat rembesan air dan penggaraman

;t ir'-wa ̂ fN<-tisTuaOTT-;i

A