Rancang Bangun Alat
Dalam perancangan pompa air bertenaga semi mekanis yang bertujuan untuk memindahkan air dari sumber air yang mengalir ke tempat lain (umumnya ke tempat lebih tinggi).
Dalam pengoperasian pompa tersebut, alat tersebut tidak menggunakan elektromotor sebagai sumber tenaga, tetapi memanfaatkan aliran air sebagai sumber energi yang dimanfaatkan untuk menggerakkan baling-baling kincir air, sehingga menghasilkan putaran, hal tersebut sesuai dengan pernyataan Ruzaldi (2009) Sebuah alat pendistribusian air yang bekerja dengan sistem rotasi sederhana. Alat utamanya bebentuk lingkaran bisa terbuat dari kayu atau bambu dengan dua sisi berseberangan bisa berukuran besar bisa juga kecil tergantung kebutuhan dan derasnya air. Pada bagian antara sisi satu dengan sisi lainnya biasanya ada beberapa bak untuk menampung air dari sungai atau mata air, kincir ini akan berputar pada sumbunya karena ada dorongan air.
Karena alat tersebut tidak menggunakan elektromotor, hanya memanfaatkan kincir air dan aliran air sungai sebagai sumber energi. Maka alat tersebut dapat mengurangi pengeluaran dan biaya produksi, hal tersebut sesuai dengan pernyataan Syahrifuddin (2008) pompa alternatif dimanfaatkan untuk memompa air ke tempat-tempat yang memerlukan air, sehingga pada akhirnya dapat mengurangi biaya pengeluaran, biaya produksi, dan sekaligus dapat memperkecil beban penggunaan listrik dan BBM.
Pompa tersebut juga menggunakan kincir air tipe undershot, dimana dalam pengoperasiannya tidak membutuhkan bangunan tambahan, karena kincir tipe tersebut hanya memanfaatkan aliran air sungai sehingga alat tersebut lebih ekonomis. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Paijo (2007) kontruksi kincir air tipe undershot sangat sederhana, tidak memerlukan bangunan tambahan, sehingga lebih ekonomis.
Pemompaan Air.
Proses pemompaan air menggunakan sistem putar dalam proses pemompaannya. Pemompaan terjadi ketika saat kincir berputar, menyebabkan air masuk melalui pipa pemasukan, lalu diteruskan ke pipa lilitan, setelah kesekian kalinya kincir berputar, selang lilitan akan penuh dengan air, maka air akan diteruskan ke pipa pengeluaran.
Kapasitas Alat
Dari penelitian yang telah dilakukan, dengan debit sungai 768,15 (m/s3
ulangan
), periode putaran kincir air 14.2 rpm, panjang selang lilitan 25 m, maka diperoleh data sebagai berikut:
Tabel 1. Data Kapasitas Alat. panjang lilitan selang (m) volume air terpompakan (m3 waktu pemompaan (s) ) Kapasitas efektif alat (m3/jam) I 2.47 x 10-4 30 29.63 x 10-2 II 25 2.4 x 10-4 30 28.80 x 10 III -2 2.62 x 10-4 30 31.39 x 10 -2 rata-rata 29.94 x 10-2 Besarnya kapasitas alat dapat dihitung dengan membagikan volume air terpompakan dengan waktu pemompaan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan
maka didapat kapasitas alat efektif pompa air tersebut adalah 29.94 x 10-2(m3/jam). Kapasitas alat tertinggi terdapat pada ulangan III, yaitu
31.39 x 10-2(m3/jam), sedangkan yang terendah terdapat pada ulangan II, yaitu 28.80 x 10-2(m3/jam). Dari penelitan tersebut dapat disimpulkan bahwa variasi dari kapasitas alat dengan 3 ulangan tidak terlalu besar sehingga kinerja alat relatif konstan.
Tinggi Air Terpompakan (m)dan Debit Air Terpompakan (m3/s).
Dari hasil penelitian yang dilakukan, dengan debit sungai 768,15 (m/s3
Ulangan
), periode putaran kincir air 14,2 rpm maka diperoleh ketinggian air yang terpompakan berdasarkan 3 parameter panjang selang lilitan seperti yang tertera pada tabel di bawah ini.
Tabel 2. Ketinggian air dan debit rata-rata panjang lilitan selang
(m)
tinggi air terpompakan
(m) debit air (m/s) I 3.70 x 10-5 II 15 5.6 3.90 x 10 III -5 3.75 x 10-5 Rata-rata 3.78 x 10-5 I 3.62 x 10-5 II 20 6.4 3.47 x 10 III -5 3.25 x 10-5 Rata-rata 3.45 x 10-5 I 3.10 x 10-5 II 25 7.2 3.47 x 10 III -5 3.22 x 10-5 Rata-rata 3.26 x 10-5 Dari tabel diatas diketahui bahwa air yang terpompakan tertinggi adalah 7.2 m, yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling panjang digunakan pada saat pengamatan, yaitu 25 m. sedangkan yang paling terendah adalah 5.6, yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling pendek digunakan pada saat pengamatan, yaitu 15 m. Dari pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin panjang selang lilitan, maka semakin tinggi air yang akan dipompakan.
Sebaliknya, semakin pendek selang lilitan, maka semakin rendah ketinggian air yang dipompakan.
Dari tabel dilihat pula debit air paling besar adalah 3.78 x 10-5 (m3/s), yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling pendek digunakan pada saat pengamatan, yaitu 15 m. Dan debit air yang paling rendah adalah 3.26 x 10-5
Ulangan
yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling panjang digunakan pada saat pengamatan, yaitu 25 m.
Tabel 3. Jarak maximum dan debit air kapasitas alat
panjang lilitan selang (m) Jarak air terpompakan (m) debit air (m3/s)
I 8.23 x 10-5 II 25 72 8.00 x 10 III -5 8.72 x 10-5 rata-rata 8.33 x 10-5 Dari tabel diatas diperoleh hasil dari pengamatan jarak maksimum air terpompakan adalah 72 m, dan debit air rata-rata yang diperoleh adalah 8.33 x 10-5 m3/s. Debit air yang dihasilkan pada Tabel 3 lebih besar dibandingkan dengan debit air yang diperoleh dari hasil pengamatan pada Tabel 2 pada parameter panjang lilitan 25 m, yaitu 3.26 x 10-5 m3
Perhitungan biaya dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap.
/s. dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi air yang terpompakan, semakin kecil debit air yang terpompakan, sebaliknya, semakin rendah air yang terpompakan, semakin besar debit air yang terpompakan.
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan layak atau tidaknya suatu alat untuk dioperasikan. Dengan analisa ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat akan dapat diperhitungkan.
1) Biaya Tetap (BT) 1) Biaya Penyusutan
Biaya penyusutan ini merupakan biaya untuk mengganti alat jika umur ekonominya telah sampai atau alat itu dijual sebelum habis umur ekonominya. Biaya penyusutan dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp 190.800,00. Penyusutan ini biasanya disebabkan karena terjadinya kerusakan dari alat tersebut.
2) Biaya Bunga Modal dan Asuransi
Biaya bunga modal dan asuransi ini merupakan uang yang dibayarkan ke bank karena suatu transaksi peminjaman modal. Dalam hal ini persen bunga modal dan asuransinya diasumsikan sebesar 18%. Biaya bunga modal dan asuransi dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 114.480,00/tahun.
3) Biaya Pajak
Biaya pajak dalam pembuatan alat pompa air tersebut adalah
sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya. Jadi biaya pajak dari alat ini sebesar Rp21.200 /tahun.
4) Biaya Gedung/Garasi
Biaya gedung/garasi ini diasumsikan sebagai biaya operasional penyewaan gedung selama proses pembuatan alat. Biaya gedung ini rata-rata diperkirakan 1% pertahun nilai awal (P). Jadi biaya gedung dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 16.250,00/tahun.
Jadi total biaya tetap (BT) dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 766.177,50/tahun.
b. Biaya Tidak Tetap (Rp/jam) 1) Biaya Listrik
Dalam pengoprasian alat pompa air tersebut tidak digunakan motor listrik dan pompa sebagai sumber tenaga penggeraknya. Jadi biaya listrik dari alat ini sebesar Rp.0/jam.
2) Biaya Reparasi
Biaya reparasi merupakan biaya yang diperlukan untuk memperbaiki alat jika mengalami kerusakan. Biaya reparasi dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp 4.8./jam.
3) Biaya Perawatan
Biaya perawatan merupakan biaya yang diperlukan untuk membeli bahan agar alat dapat bekerja dengan baik lagi. Bahan yang biasa digunakan seperti oli dan minyak gemuk. Jadi biaya perawatan dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp1.053,6jam.
4) Biaya Operator
Biaya operator merupakan biaya untuk menggaji operator dalam pengoperasian alat. Jadi biaya operator dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 1000,00/jam
Jadi total biaya tidak tetap (BTT) dari alat pengupas kulit alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp.1.053,6/jam
Biaya pokok merupakan penjumlahan dari biaya tetap (BT) dan biaya tidak tetap (BTT). Sehingga total biaya pokok dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp.3612,991/m3. Jadi biaya pokok yang harus dikeluarkan untuk memompa air sebanyak 1 m3 adalah sebesar Rp.3612,991 Dengan biaya
pemompaan sebesar Rp.3612,991/m3dan kapasitas 8.33 x 10-5 m3/s, maka untuk memompa air sebanyak 1 m3 alat ini membutuhkan waktu selama 3,33 jam atau sekitar 3 jam 24 menit dengan biaya pemompaan sebesar Rp. 14.260,. Dengan melihat biaya pemompaan air yang rendah ini, maka alat pompa air semi mekanis bertenaga semi aliran tersebut layak untuk digunakan oleh masyarakat.