14
Tantangan yang dihadapi adalah bagaimana menyediakan air irigasi dengan jumlah dan waktu pemberian yang tepat dan fleksibel sesuai dengan
kebutuhan pada suatu areal lahan yang dilayani pada sebuah bangunan sadapbagi. Hal ini dapat diterjemahkan sebagai bagaimana mengatur kondisi level muka air
pada saluran agar mampu diambildisadap oleh pipa klep pada areal sawah. Salah satu perangkat dalam sistem ini adalah pintu air, yang berfungsi sebagai pengatur
air yang akan masuk ke dalam saluran dan kemudian disadap oleh pipa klep yang menuju ke lahan. Oleh karena itu diperlukan sebuah pintu air yang dapat
mengatur sekaligus mengukur, sehingga langkah menuju otomatisasi dapat berjalan dengan baik.
Dalam penelitian ini fokus pada bagian perangkat komponen pintu air untuk kebutuhan otomatisasi tersebut dengan menggunakan material dari bahan
komposit fiberglass dan beton serat, mengingat banyaknya pintu air yang rusak dan hilang. Selain itu, penelitian ini juga membuat simulasi program sistem
kendali muka air sawah untuk penentuan kapan waktu dan jumlah air irigasidrainase yang harus dilakukan. Sehingga total kebutuhan volume air yang
harus disediakan pada bangunan bagisadap bisa dapat diprediksi dan besar kapasitas debit pipa klep solenoid valve yang harus digunakan pada suatu lahan
dapat kita tentukan dengan baik.
3.1. Rancangan Fungsional Pintu Air
Secara fungsional pintu air yang dibuat menggunakan dua jenis bahan yang berbeda, yaitu beton serat dan fiberglass, memiliki fungsi mengatur dan mengukur
aliran air. Sistem pengangkatan pintu air dari bahan fiberglass digerakkan secara manual tetapi dapat juga digerakkan secara mekanik, sedangkan pintu beton
serat digerakkan menggunakan sistem mekanik. Berikut ini adalah komponen penyusun pintu air beton serat :
a Daun pintu, berfungsi sebagai komponen utama untuk penahan gaya-gaya dari tekanan air dan sedimen bila ada yang terjadi pada saluran.
b Poros pintu stem atau screw jack, berfungsi sebagai penghubung antara daun pintu dengan unit sistem mekanik.
15
c Sistem mekanik, berfungsi sebagai penggerak pintu, yang terdiri dari lifting nut, worm gear, drive shaft.
d Unit penggerak sistem mekanik, befungsi untuk menggerakkan sistem mekanik, yang dilakukan dengan motor atau secara manual dengan
tangan. Pintu air yang dibuat bersifat knock down, sehingga memungkinkan untuk digerakkan dengan motor dan manual.
e Rangka pintu, berfungsi untuk penahan pintu dan sistem mekanik. f Penutup sistem mekanik Cover, berfungsi untuk mengamankan sistem
mekanik dan perlengkapan lainnya dari kondisi lingkungan dan pencuri. Pintu air fiberglass memiliki beberapa komponen berupa :
a Daun pintu, berfungsi sebagai komponen utama untuk penahan gaya-gaya dari tekanan air dan sedimen bila ada yang terjadi pada saluran.
b Handlepegangan, berfungsi untuk pegangan dalam kegiatan operasional pintu, seperti menaikkan dan menurunkan pintu air.
c Tonjolan pintu, berfungsi untuk meningkatkan koefisien kontraksi dan pengaliran yang terjadi di bawah pintu air undershot.
3.2. Rancangan Struktural Pintu Air
Rancangan struktural pintu air yang dirancang adalah jenis pintu sorong dengan aliran bawah undershot, karena sebagian besar pintu air yang ada di DI
Indonesia menggunakan jenis pintu ini. 3.2.1. Rancangan Struktural Pintu Air Beton Serat
Gambar 6 menunjukkan gambar rancangan pintu air beton serat dengan unit-unitnya. Rancangan struktural pintu beton serat ini terdiri dari beberapa
komponen utama, yaitu daun pintu, sistem mekanik, rangka pintu, dan penutup pintu cover. Komponen sistem mekanik dilindungi oleh cover penutup pintu
yang terbuat dari beton serat dan berada di atas lantai kerja.
16
Gambar 6. Pintu Air Beton Serat a Daun Pintu
Daun pintu ini dibuat menggunakan bahan beton serat dengan komposisi bahan terdiri dari pasir “bangka-belitung”, semen, air, dan serat gelas jenis woven
roving. Dimensi pintu dirancang untuk pintu bagisadap sekunder dan tersier dengan ukuran 56 cm x 75 cm x 3 cm lebar x tinggi x tebal. Bentang efektif
pintu adalah 50 cm dan bagian pintu yang masuk ke alur sponengrangka sebesar 3 cm Lampiran 2.
Apabila tinggi muka air maksimum di saluran adalah 50 cm, maka tekanan hidrostatis air terhadap pintu pada saat kondisi tertutup adalah sebesar 613 N atau
62,48 kg.f Lampiran 4. Nilai ini menjadi acuan dalam penentuan perlakuan beton serat mana yang harus dipilih, baik dari segi kekuatan dan berat pintu
sendiri. Karena berat pintu akan menentukan jenis motor penggerak yang harus digunakan.
b Sistem Mekanik Sistem mekanik pintu beton serat terdiri dari poros pintu stem, lifting
nut, worm gear, drive shaft. Komponen lifting nut, worm gear, dan driveshaft terletak di dalam kotak pelat dengan tebal 8 mm, dengan ukuran 24 x 25 x 10 cm
3
. Sistem mekanik dipasang di bawah slab beton serat menggunakan sistem mur-
baut. Slab beton dibua polos diameter 6 mm
digerakkan secara manu Motor biasany
lagi, karena cepatny dikurangi agar pengan
halus. Biasanya per Training and Resear
memerlukan gear box diusulkan mengguna
menggunakan rantai dihubungkan dengan
rancangan di lapanga kombinasi dari gear box
membutuhkan 125 put Pada motor de
maka menjadi 17005 menghasilkan 340 RP
maka akan menghasil pengangkatan dalam
membutuhkan :
13,6 r
dibuat dengan tebal 5 cm dengan sistem tulang m sebanyak dua buah Lampiran 6. Sistem m
anual dan menggunakan motor. anya memiliki kecepatan sekitar 1700 RPM a
tnya gerak putar yang dihasilkan oleh motor gangkatan dan penurunan pintu dapat bergerak
pergerakan poros pintu antara 2,5 – 15 cmm earch Center, www.itrc.org. Untuk mere
box, chain drive, atau worm gear. Dalam unakan reduction gear sebesar 5 : 1 dan
ntai dengan perbandingan 1 : 1. Drive an worm gearlifting nut yang telah terpasa
gan. Worm gear yang terpasang memiliki ra ar box, drive chain, dan worm gear adalah 125
n 125 putaran motor untuk 1 putaran keluaran worm g dengan putaran 1700 rpm dan output pada ge
17005 = 340 RPM dan nilai chain drive hanya 1:1 RPM pada worm gear. Dengan rasio 25 : 1 pa
silkan putaran sebesar 13,6 RPM. Jika pintu am 1 putaran = 10 mm, maka penga
13,6 revmin x 10mmrev = 136 mmmenit
Gambar 7. Motor dan Mekanik
17
ngan dengan baja mekanik ini dapat
atau lebih cepat otor, maka harus
ak secara baik dan menit Irrigation
ereduksinya maka lam penelitian ini
n drive ke motor e shaft ini akan
asang pada pintu ki rasio 25:1, maka
125 : 1. ini berarti m gear.
gearbox sebesar 5 1:1 maka ini akan
1 pada worm gear, ntu memiliki tinggi
ngangkatan pintu
18
c Rangka Pintu Rangka pintu menggunakan besi siku ukuran 60 x 60 x 6 mm
3
dengan lebar rangka pintu 50 cm dan tinggi tergantung kondisi bangunan bagi di
lapangan. Pada bangunan bagi di DI Cimanuk Garut B. CMK 5, beda elevasi antara dasar saluran dan lantai kerja adalah 100 cm. Maka tinggi rangka pintu
dibuat 150 cm. Tinggi rangka pintu yang muncul di atas lantai kerja sebesar 50 cm, sehingga dengan jarak 50 cm, diharapkan penggunaan panjang chain drive
untuk menghubungkan driveshaft dengan motor tidak terlalu panjang. Rangka besi ini akan dicor dengan adukan beton agar posisi rangka pintu
tetap kokoh. d Penutup Sistem Mekanik Cover
Penutup sistem mekanik menggunakan bahan beton serat hasil pilihan dalam perlakuan penelitian ini. Bagian penutup yang berfungsi untuk menunjang
sistem mekanik slab beton didesain dengan sistem plat satu arah dengan dimensi panjang 80 cm, lebar 30 cm dan tebal 5 cm; tulangan besi dengan diameter 6 mm.
Perhitungan slab beton ini dapat dilihat pada Lampiran 6. Pada bagian penutup lainnya, yaitu sisi kiri dan kanan digunakan beton serat tanpa tulangan besi
dengan tebal 3 cm. Gambar detail penutup sistem mekanik dapat dilihat pada Lampiran 2.
Penutup sistem mekanik dibuat dengan sistem knock down dengan mur- baut jenis Ferrule yang tertanam dalam beton serat.
3.2.2. Rancangan Struktural Pintu Air Fiberglass Gambar 8 menunjukkan desain pintu fiberglass dengan beberapa
bagiannya. Pintu ini terdiri dari daun pintu, handle, dan tonjolan pintu. Desain pintu ini direncanakan untuk pintu dengan beda elevasi antara saluran dengan
lantai kerja sebesar 100 cm. Untuk keperluan otomatisasi, bagian handle pintu bisa dipotong dan digantikan dengan sistem mekanik seperti pada pintu beton
serat, namun diameter poros dan motor yang digunakan jauh lebih kecil karena bobot pintu fiberglass lebih ringan dibandingkan dengan beton serat.
19
Gambar 8. Pintu Air Fiberglass a HandlePegangan Pintu
Pada bagian pegangan pintu ini terdapat lubang untuk mengunci posisi pintu pada jarak bukaan tertentu; bagian untuk pegangan pintu dengan ukuran 15
cm x 5 cm dengan bentuk yang ergonomis, mengikuti pola jari manusia; dan bagian kosongbolong pada pintu dengan dimensi 32 cm x 60 cm, ini
dimaksudkan untuk memperingan bobot pintu. b Daun Pintu
Daun pintu merupakan bagian utama dari pintu ini, dimana pintu langsung berhadapan langsung dengan air. Bagian ini memiliki dimensi 58 cm x 75 cm,
dimana tinggi air maksimum yang bisa ditahan adalah 75 cm, sedangkan rata-rata tinggi muka air di lapangan adalah sebesar 50 cm dengan besar tekanan hidrostatis
sebesar 613 N atau 62,48 kg.f Lampiran 4. Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa tebal daun pintu yang
direncanakan untuk tinggi muka air 50 cm adalah 10 mm dan untuk keamanan maka tebal ditetapkan 12 mm Lampiran 5 dengan nilai modulus elastisitas
fiberglass sebesar 40.500 kgcm
2
lihat Lampiran 3, dimana komposisi
Handle Pintu
Daun Pintu
Tonjolan pintu
20
perbandingan volume antara polymer dan serat gelas glass content adalah 60 : 40.
c. Tonjolan Pintu Bagian ini terbuat dari fiberglass dengan sistem knock down. Bentuk
tonjolan berupa ½ lingkaran dengan radius 10 cm dan panjang 49 cm. Tonjolan ini merupakan tambahan pada daun pintu yang dimaksudkan untuk meningkatkan
nilai koefisien pengaliran dan kontraksi dari pintu, sebagaimana yang telah dikembangkan dalam pintu air Crump-de Gruyter dengan bentuk ¼ lingkaran
pada bagian bawah pintu.
21
IV. METODE PENELITIAN
