Sistem Pompa tanpa Motor ( hydram
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
PENGGUNAAN TEKNOLOGI POMPA TANPA MOTOR (HYDRAM PUMP)
UNTUK MEMBANTU IRIGASI PERSAWAHAN DI PROPINSI LAMPUNG
Jorfri B. Sinaga
Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung
ABSTRAK
Propinsi Lampung merupakan salah satu propinsi yang memiliki potensi lahan pertanian yang cukupluas. Namun belakangan ini sering kita lihat terjadi kekurangan bahan pangan yang menimpa masyarakat
pedesaan di daerah ini. Hal ini disebabkan banyak sawah-sawah yang gagal panen diakibatkan oleh kondisi
kekeringan sehingga kebutuhan bahan makanan terutama padi sebagai bahan makanan pokok tidak tercukupi.
Intensifikasi pertanian mendapat perhatian yang banyak di Indonesia saat ini. Usaha ini diharapkan merupakan
salah satu cara untuk meningkatkan pertanian terutama padi sehingga dapat memenuhi kebutuhan bahan
makanan masyarakat yang setiap harinya terus meningkat akibat jumlah pertambahan penduduk yang juga terus
meningkat. Salah satu teknik intensifikasi yang dilakukan yaitu dengan meningkatkan sistem pengairan untuk
daerah pertanian tersebut. Sistem pengairan yang umum dilakukan yaitu dengan membangun bendungan untuk
irigasi dan umumnya dibangun pada daerah pertanian yang besar. Pada daerah pertanian yang kecil sering tidak
terdapat irigasi untuk mengairi sawah para petani sehingga pengairan untuk daerah pertanian tersebut hanya
mengharapkan hujan yang turun. Hal ini diakibatkan para petani tidak memiliki dana yang cukup untuk
membangun bendungan, sumber energi listrik yang digunakan untuk memompa air tidak tersedia, dan
penggunaan pompa yang digerakkan motor diesel akan sangat mahal dan menjadi permasalahan yang sulit bagi
para petani yang hanya memiliki areal pertanian 1 hektar. Penggunaan teknologi suatu model pompa yang tidak
digerakkan oleh motor listrik atau mesin diesel (hydraulic ram pump) untuk membantu irigasi persawahan petani
yang tidak memiliki sistem irigasi merupakan salah satu langkah untuk memecahkan masalah di atas dan
diharapkan dapat meningkatkan produksi pertnian masyarakat petani. Hasil pengujian model pompa yang
dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung menunjukkan bahwa
pompa ini dapat mengangkat air sampai pada ketinggian 12 m dari sumber aliran air dengan laju aliran volume
0,56 lit/men.__________________________________________________________________________ Keywords : pompa tanpa motor, hydram pump, irigasi, persawahan.
PENDAHULUAN Intensifikasi pertanian
mendapat perhatian yang banyak di Propinsi Lampung merupakan Indonesia saat ini. Usaha ini salah satu propinsi yang memiliki diharapkan merupakan salah satu potensi lahan pertanian yang cukup cara untuk meningkatkan pertanian luas. Namun belakangan ini sering terutama padi sehingga dapat kita lihat terjadi kekurangan bahan memenuhi kebutuhan bahan makanan pangan yang menimpa masyarakat masyarakat yang setiap harinya terus pedesaan di daerah ini. Hal ini meningkat akibat jumlah disebabkan banyak sawah-sawah pertambahan penduduk yang juga yang gagal panen diakibatkan oleh terus meningkat. Salah satu teknik kondisi kekeringan sehingga intensifikasi yang dilakukan untuk kebutuhan bahan makanan terutama meningkatkan produksi pertanian padi sebagai bahan makanan pokok tersebut yaitu dengan meningkatkan tidak tercukupi.
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
di dalam pengolalaan lahan pertanian seperti sawah dan. Hydram Pump ini di dalam pengoperasiannya tidak menggunakan energi listrik atau bahan bakar tetapi menggunakan energi aliran air yang ada di sekitar lahan pertanian itu sendiri untuk menaikkan sebagian air ke lahan tersebut.
hydraulic ram pump adalah suatu
Gambar 1 menunjukkan diagram seluruh komponen sistem pompa hydraulic ram pump. Pompa
Sistem Pompa tanpa Motor (hydram Pump)
di dalam pengolalaan lahan pertanian seperti sawah dan. Hydram Pump ini di dalam pengoperasiannya tidak menggunakan energi listrik atau bahan bakar tetapi menggunakan energi aliran air yang ada di sekitar lahan pertanian itu sendiri untuk menaikkan sebagian air ke lahan tersebut.
pump ) untuk memenuhi ketersediaan
Dalam makalah ini akan disajikan alternatif penggunaan teknologi pompa tanpa motor (hydram
Penggunaan teknologi suatu model pompa yang tidak digerakkan oleh motor listrik atau mesin diesel (hydraulic ram pump) untuk membantu irigasi persawahan petani yang tidak memiliki sistem irigasi merupakan salah satu langkah untuk memecahkan masalah di atas dan diharapkan dapat meningkatkan produksi pertnian masyarakat petani.
Lahan pertanian yang dijadikan sawah di propinsi Lampung umumnya masih banyak belum mendapat irigasi. Di beberapa daerah yang telah memiliki sistem irigasi dapat menanam berbagai produk pertanian setiap tahun, dan di lain tempat sering mengalami kegagalan panen karena tidak memiliki air di musim kemarau. Sistem pengairan yang sering dilakukan yaitu dengan membangun bendungan untuk irigasi dan umumnya dibangun pada daerah pertanian yang besar. Pada daerah pertanian yang kecil sering tidak terdapat irigasi untuk mengairi sawah para petani sehingga pengairan untuk daerah pertanian tersebut hanya mengharapkan hujan yang turun. Hal ini diakibatkan para petani tidak memiliki dana yang cukup untuk membangun bendungan, sumber energi listrik yang digunakan untuk memompa air tidak tersedia, dan daerah pertaniaan ini terlalu kecil untuk dibangun sistem irigasi secara ekonomi. Sehingga pompa yang digerakkan motor diesel akan sangat mahal dan menjadi permasalahan yang sulit bagi para petani yang hanya memiliki areal pertanian 1 atau 2 hektar.
sistem pengairan untuk daerah pertanian tersebut.
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
peralatan yang unik dimana peralatan ini menggunakan energi dari aliran air yang memiliki ketinggian jatuh rendah (H) sebagai energi penggerak untuk memompa sebagian air ke tempat yang jauh lebih tinggi dari head sumber air (h). Aliran air yang kontinu mengakibatkan pengeoperasian pompa ini juga kontinu dengan tidak menggunakan sumber energi lain (Taye, 1999) Gambar 1. Instalasi hydram pump.
hydraulic ram pump adalah suatu
Gambar 1 menunjukkan diagram seluruh komponen sistem pompa hydraulic ram pump. Pompa
Sistem Pompa tanpa Motor (hydram Pump)
pump ) untuk memenuhi ketersediaan
sistem pengairan untuk daerah pertanian tersebut.
Dalam makalah ini akan disajikan alternatif penggunaan teknologi pompa tanpa motor (hydram
Penggunaan teknologi suatu model pompa yang tidak digerakkan oleh motor listrik atau mesin diesel (hydraulic ram pump) untuk membantu irigasi persawahan petani yang tidak memiliki sistem irigasi merupakan salah satu langkah untuk memecahkan masalah di atas dan diharapkan dapat meningkatkan produksi pertnian masyarakat petani.
Lahan pertanian yang dijadikan sawah di propinsi Lampung umumnya masih banyak belum mendapat irigasi. Di beberapa daerah yang telah memiliki sistem irigasi dapat menanam berbagai produk pertanian setiap tahun, dan di lain tempat sering mengalami kegagalan panen karena tidak memiliki air di musim kemarau. Sistem pengairan yang sering dilakukan yaitu dengan membangun bendungan untuk irigasi dan umumnya dibangun pada daerah pertanian yang besar. Pada daerah pertanian yang kecil sering tidak terdapat irigasi untuk mengairi sawah para petani sehingga pengairan untuk daerah pertanian tersebut hanya mengharapkan hujan yang turun. Hal ini diakibatkan para petani tidak memiliki dana yang cukup untuk membangun bendungan, sumber energi listrik yang digunakan untuk memompa air tidak tersedia, dan daerah pertaniaan ini terlalu kecil untuk dibangun sistem irigasi secara ekonomi. Sehingga pompa yang digerakkan motor diesel akan sangat mahal dan menjadi permasalahan yang sulit bagi para petani yang hanya memiliki areal pertanian 1 atau 2 hektar.
sistem pengairan untuk daerah pertanian tersebut.
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
peralatan yang unik dimana peralatan ini menggunakan energi dari aliran air yang memiliki ketinggian jatuh rendah (H) sebagai energi penggerak untuk memompa sebagian air ke tempat yang jauh lebih tinggi dari head sumber air (h). Aliran air yang kontinu mengakibatkan pengeoperasian pompa ini juga kontinu dengan tidak menggunakan sumber energi lain (Taye, 1999) Gambar 1. Instalasi hydram pump.
hydraulic ram pump adalah suatu
Gambar 1 menunjukkan diagram seluruh komponen sistem pompa hydraulic ram pump. Pompa
Sistem Pompa tanpa Motor (hydram Pump)
di dalam pengolalaan lahan pertanian seperti sawah dan. Hydram Pump ini di dalam pengoperasiannya tidak menggunakan energi listrik atau bahan bakar tetapi menggunakan energi aliran air yang ada di sekitar lahan pertanian itu sendiri untuk menaikkan sebagian air ke lahan tersebut.
pump ) untuk memenuhi ketersediaan
Dalam makalah ini akan disajikan alternatif penggunaan teknologi pompa tanpa motor (hydram
Penggunaan teknologi suatu model pompa yang tidak digerakkan oleh motor listrik atau mesin diesel (hydraulic ram pump) untuk membantu irigasi persawahan petani yang tidak memiliki sistem irigasi merupakan salah satu langkah untuk memecahkan masalah di atas dan diharapkan dapat meningkatkan produksi pertnian masyarakat petani.
Lahan pertanian yang dijadikan sawah di propinsi Lampung umumnya masih banyak belum mendapat irigasi. Di beberapa daerah yang telah memiliki sistem irigasi dapat menanam berbagai produk pertanian setiap tahun, dan di lain tempat sering mengalami kegagalan panen karena tidak memiliki air di musim kemarau. Sistem pengairan yang sering dilakukan yaitu dengan membangun bendungan untuk irigasi dan umumnya dibangun pada daerah pertanian yang besar. Pada daerah pertanian yang kecil sering tidak terdapat irigasi untuk mengairi sawah para petani sehingga pengairan untuk daerah pertanian tersebut hanya mengharapkan hujan yang turun. Hal ini diakibatkan para petani tidak memiliki dana yang cukup untuk membangun bendungan, sumber energi listrik yang digunakan untuk memompa air tidak tersedia, dan daerah pertaniaan ini terlalu kecil untuk dibangun sistem irigasi secara ekonomi. Sehingga pompa yang digerakkan motor diesel akan sangat mahal dan menjadi permasalahan yang sulit bagi para petani yang hanya memiliki areal pertanian 1 atau 2 hektar.
peralatan yang unik dimana peralatan ini menggunakan energi dari aliran air yang memiliki ketinggian jatuh rendah (H) sebagai energi penggerak untuk memompa sebagian air ke tempat yang jauh lebih tinggi dari head sumber air (h). Aliran air yang kontinu mengakibatkan pengeoperasian pompa ini juga kontinu dengan tidak menggunakan sumber energi lain (Taye, 1999) Gambar 1. Instalasi hydram pump.
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
Pompa hydram pump adalah suatu alat yang sederhana dan secara struktur, terdiri atas dua bagian yang bergerak yaitu: katup pembuangan (waste valve), dan katup pengeluaran (delivery valve). Unit ini juga terdiri atas tangki penyimpan udara (air
chamber ) dan katup udara masuk
(snifter valve). Pengoperasian pompa
hydram pump adalah intermitent akibat
siklus pembukaan dan penutupan dari katup buang dan pengeluaran. Penutupan katup buang yang secara tiba-tiba akan mengakibatkan peningkatan tekanan surge yang tinggi di dalam pipa penggerak (drive
pipe ) yang dikenal sebagai water hammer (David dan Edward, 1988).
Siklus pemopaan pompa jenis ini dapat dibagi menjadi empat periode, yang didasarkan pada posisi katup pembuangan seperti yang terlihat dalam gambar berikut ini : Gambar 2. Siklus pemompaan hydram pump.
Dengan urutan penjelasan langkah sebagai berikut :
1. Akselerasi: Katup pembuangan terbuka dan air mulai mengalir dari sumber dan keluar melalui katup pembuangan. Aliran mengalami percepatan akibat pengaruh ketinggian sumber (H), sampai kecepatan nol dicapai di dalam pipa penggerak. Langkah akselerasi dapat digambarkan sebagai berikut :
2. Kompresi: Katup pembuangan terus menutup dan akhirnya tertutup penuh. Dan pada saat itu air bergerak sangat cepat dan tiba-tiba kesegala arah yang kemudian mengumpulkan energi gerak yang berubah menjadi energi tekan.
3. Delivery: Katup pembuangan tertutup penuh dan tetap tertutup. Penutupan tiba-tiba mengakibatkan tekanan yang tinggi di dalam hydram dan pada katup kendali (check valve) yang melebihi tekanan penyaluran statis. Katup kendali didorong terbuka dan pemompaan berlangsung sampai kecepatan maksimum dan proses pemompaan berhenti, dibawah pengaruh perlambatan head tekanan penyaluran.
4. Rekoil: Katup penyaluran tertutup. Tekanan dekat tekanan katup kendali jauh lebih tinggi daripada tekanan sumber statis dan aliran balik terhadap sumber aliran. Peristiwa ini disebut kegiatan pembalikan (action
recoil ). Peristiwa pembalikan
mengakibatkan ruang vakum di hydram, secara temporari mendorong sejumlah kecil udara diisap masuk ke dalam hydram melalui katup udara. Tekanan pada bagian bawah katup pembuangan juga terkurangi dan
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
bersamaan dengan pengaruh , dengan ketinggian
McDonald, 1995)
beratnya sendiri, katup head sumber 1 m. Pembuatan hasil pembuangan membuka secara perancangan model hydram pump automatis. Air di dalam pipa
(Saragih dan Sinaga, 2007) dilakukan penggerak kembali ke tekanan di Laboratorium Teknologi Mekanik sumber statis sebagaimana Jurusan Teknik Mesin, Fakultas sebelumnya dan siklus berikutnya Trknik, Universitas Lampung. dimulai.
Peristiwa ini secara automatis diulang pada pada saat pemompaan. Efisiensi pompa ini dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini: η Q H d
Q Q H w
(1) Gambar 3. Skema instalasi model dimana: pengujian hydrram pump. adalah efisiensi pompa Q adalah debit aliran yang
Keterangan gambar: dipompakan (lit/ men)
1. Bak penampungan input
w
Q adalah debit aliran yang terbuang
2. Pipa penggerak (lit/men)
3. Model pompa hydram H adalah head sumber di atas
4. Pipa penyalur pembukaan katup pembuangan (m)
5. Bak penampung H d adalah head total di atas
6. Menara penampung air pembukaan katup pembuangan = (H+h) (m)
Pengujian model alat hydram
pump ini dilakukan di Laboratorium
Mekanika Fluida Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Trknik, Universitas
Gambar 4. Model hydram pump yang Lampung. Peralatan instalasi model pengujian hydram pump yang dirancang (Saragih dan Sinaga, 2007). digunakan dapat dilihat pada Gambar
Rancangan katup buang yang
3. Perancangan model hydram pump dibuat dapat dilihat dalam gambar menggunakan korelasi-korelasi yang diusulkan Tessema (2000) dan buku teks Mekanika Fluida ( Fox dan
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
berikut:
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Rancangan Model Hydram Pump
Setelah dilakukan pengujian terhadap model hydram pump, maka didapatkan data-data laju aliran air
w
terbuang (Q ), laju aliran air yang dipompakan (Q) untuk variasi head Gambar 5. Katup buang sumber (H) dan ketinggian head
D
penyaluran (H ). Efisiensi dari Untuk katup penyaluran disesuaikan masing-masing pengujian model dengan body pompa seperti pada
hydram pump dihitung dengan
Gambar 6 berikut: menggunakan Persamaan 1, Hasil pengujian menunjukkan dengan head sumber 0,5 m dan 1 m model
hydram pump ini dapat menaikkan air
sampai ke ketinggian 12 m di atas pompa. Namun laju aliran voleme air yang dipompakan untuk ketinggian head sumber 0,5 m masih sangat kecil, sehingga acuan hasil pengujian perancangan model hydram pump ini diambil pada head sumber 1 m,
Gambar 6. Katup penyalur dengan laju aliran volume air yang dipompakan 0,56 lit/men. Jadi teknologi model pompa hydram pump ini dapat digunakan sebagai alternatif untuk membantu ketersediaan air pada lahan pertanian. Dengan menggunakan ketinggian energi aliran air yang ada di sekitar lahan pertanian yang hanya 1 m, model hydram pump
Gambar 7. Bodi pompa hydram
ini mampu menaikkan air ke lahan lahan pertanian tersebut sampai ke Pengujian dilakukan untuk ketinggian 12 m dengan laju aliran mengetahui unjuk kerja model hydram volume air yang diangkat 0,56
pump hasil perancangan dengan lit/men.
mengukur laju aliran volume air yang disalurkan dan ketinggian head air. Head sumber pengujian divariasikan pada 0,5 m dan 1 m.
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
Perincian biaya diatas memberikan biaya total pembuatan model hydram
pump ini akan akan dapat
4. Penggunaan teknologi hydram
3. Efisiensi model pompa hydram yang telah dibuat mencapai nilai efisiensi maksimum 86 % pada head sumber 1 m, head penyaluran 7 m, dan pada langkah 6 mm.
2. Model hydram pump yang telah dibuat dengan menggunakan peralatan sederhana dan dari bahan-bahan yang mudah dijumpai dipasaran mampu mengangkat air hingga mencapai ketinggian 12 m di atas pompa dengan laju aliran volume 0,56 lit/men.
sehingga meningkatkan hasil pertanian di Propinsi Lampung.
sebagai alternatif untuk memenuhi ketersediaan air dalam pengelolaan lahan pertanian
hydram pump dapat diterapkan
1. Kondisi geografis yang berbukit- bukit untuk daerah Propinsi Lampung maka teknologi pompa
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan dari hasil perancangan model hydram pump dengan berbagai variasi pengujian head sumber, serta head penyaluran maka dapat disimpulkan bahwa :
SIMPULAN
awal pembuatan dan selanjutnya pompa dapat bekerja secara kontiniu tanpa memerlukan biaya pengoperasian, dan biaya perawatan.
hydram hanya membutuhkan investasi
dibandingkan dengan pengadaan pompa air dengan tenaga motor listrik atau diesel cukup memiliki perbedaan yang signifikan karena seperti yang diketahui pada umumnya pompa dengan motor listrik atau diesel yang digunakan memiliki harga pada kisaran di atas Rp. 1.500.000, dan selanjutnya masih dibutuhkan biaya tambahan untuk perawatan serta pengoperasian seperti bahan bakar dan pelumasan sedangkan pompa
pump sebesar Rp. 2.840.000. Jika
11 Menara air 1.250.000 1 buah 1.250.000 12 katub 200.000 1 buah 200.000 Total biaya 2.840.000
Analisis Biaya Pembuatan hydram pump
10 Drum 200.000 2 buah 400.000
9 Tutup pipa 4 inci 25.000 1 buah 25.000
8 Pipa PvC 4 inci 60.000 1 buah 60.000
7 Pipa karet 5.000 15 meter 75.000
6 Tee 10.000 1 buah 10.000
5 Katup buang (modifikasi0 300.000 1buah 300.000
4 Foot klep 450.000 1 buah 450.000
3 Difuser 2 x 4 10.000 1 buah 10.000
2 Difuser 1 x 2 10.000 1 buah 10.000
1 Pipa PvC 1 inci 25.000 2 buah 50.000
N0 Bahan Harga Satuan (RP) Jumlah Harga Total (Rp)
Tabel Perkiraan biaya pembuatan model pompa hydram
hydram
Pompa hydram dapat dibuat dari material yang mudah dijumpai dipasaran dan juga dengan harga terjangkau. Berikut ini diberikan perkiraan biaya yang digunakan dalam pembuatan model pompa
mengurangi dampak kerusakan lingkungan karena pompa ini tidak menggunakan listrik atau bahan bakar fosil dalam pengoperasiannya tetapi
Jorfri B. Sinaga: Penggunaan Teknologi Pompa Tampa Motor (Hydram) Untuk Membantu Irigasi Persawahan di Provinsi Lampung.
menggunakan energi aliran air itu Saragih, R. S., Sinaga, J. B., 2007., sendiri (renewable energi). Rancang Bangun Model Pompa Tanpa Motor
DAFTAR PUSTAKA (Hydraulic Ram Pump ),
Laporan Penelitian, David, J.P. and Edward, H.W., Universitas Lampung.
1985, Schaum's Outline of Teferi T., T. 1999. Hydraulic Ram Theory and Problems of Fluid Pump, Journal of the Mechanics and Hydraulics, SI
Ethiopian Society of (Metric) Edition, McGraw-
Mechanical Engineers, Vol. II, Hill Book Company, No. l. Singapore.
Tessema, A. A., 2000. Hydraulic Ram Pump System Design Fox, R. W., and Mc Donald, A. And Application. ESME 5th
T., 1995. Introduction to
Annual Conference on
Fluid Mechanics. John
Manufacturing and Process Wiley & Sons, New York.
Industry, held at Addis 781 pp
Ababa, Ethiopia, September 2000