LATAR BELAKANG Simulasi Sebaran Suhu pada Chamber Aeroponik dengan Menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD)

1 I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Penggunaan rumah tanaman memungkinkan dilakukannya modifikasi lingkungan yang tidak sesuai bagi pertumbuhan tanaman menjadi lebih mendekati kondisi optimum bagi pertumbuhan tanaman. Parameter yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman adalah radiasi matahari, suhu udara, kelembaban udara, pasokan nutrisi, kecepatan angin, dan konsentrasi karbondioksida dapat dikendalikan dengan mudah Suhardiyanto 2009. Permasalahan yang terjadi pada penggunaan rumah tanaman di Indonesia yang beriklim tropis basah adalah pengendalian kondisi suhu pada zona tanaman yang dapat mengakibatkan pertumbuhan tanaman tidak optimal. Rumah tanaman dapat menyebabkan peristiwa greenhouse effect atau efek rumah kaca, yaitu radiasi matahari gelombang pendek yang berenergi tinggi masuk ke dalam rumah tanaman kemudian diubah menjadi gelombang panjang. Karena sudah kehilangan energi, gelombang tersebut sudah tidak mampu menembus lapisan bahan penutup rumah tanaman sehingga terperangkap dan menyebabkan kenaikan suhu di dalam rumah tanaman. Oleh karena itu, faktor suhu lingkungan rumah tanaman merupakan parameter kritis dalam pengendalian lingkungan fisik tanaman. Pengendalian suhu udara pada zona pertumbuhan tanaman penting untuk dilakukan. Tanaman yang dibudidayakan pada rumah tanaman di daerah tropis akan mengalami stress apabila lingkungan mikro tanaman tidak dikendalikan. Intensitas radiasi matahari yang masuk ke dalam rumah tanaman cukup tinggi sehingga meningkatkan suhu di dalam rumah tanaman. Tanaman sangat rentan terhadap perubahan suhu sehingga sebisa mungkin mengusahakan suhu udara mendekati suhu optimum pertumbuhan tanaman tersebut. Sistem hidroponik root mist technique atau lebih dikenal dengan aeroponik merupakan modifikasi hidroponik terbaru di Indonesia. Pada sistem hidroponik ini, pengembangan teknologi budidaya tanamannya memanfaatkan lahan secara optimal dan meningkatkan produktivitas serta kualitas tanaman. Teknologi aeroponik memberdayakan udara atau bercocok tanam di udara. Pada teknik ini, akar tanaman dibiarkan tumbuh menggantung di udara. Nutrisi diberikan dengan cara pengkabutan secara merata di daerah perakaran sehingga butir-butir larutan nutrisi melekat di akar dan diserap sampai ke atas tanaman. Salah satu bagian instalasi aeroponik di lapangan adalah penggunaan bedengan sebagai ruangan untuk akar tanaman tumbuh menggantung dan mendapatkan larutan nutrisi. Dimensi dan model dari bedengan atau chamber ini pun beraneka ragam yang disesuaikan untuk tujuan penelitian ataupun komersial. Berbagai dimensi berbeda yang umum digunakan merupakan alasan penelitian ini dilakukan. Hasil yang diharapkan adalah dapat diketahui dan disimulasikan perpindahan panas yang terjadi pada chamber aeroponik sehingga pengaruh suhu dan panas dari larutan nutrisi serta lingkungan luar chamber dapat dikendalikan. Hal ini ditujukan untuk mengoptimalkan produktivitas tanaman. Selain itu, efektivitas dimensi chamber dapat diketahui dengan persebaran suhu dan panas yang terjadi sehingga kualitas dan kuantitas tanaman meningkat. Untuk menganalisis sebaran suhu dan pindah panas dilakukan dengan pendekatan model komputasi dinamika fluida atau computational fluid dynamics CFD. Menurut Sun 2007, penggunaan CFD dapat memudahkan pemahaman fenomena fisik sistem aliran secara detail dan dapat digunakan untuk memprediksi perubahan dan sebaran konsentrasi, suhu, dan aliran. 2

B. TUJUAN