Gaya putus tali
Hasil dari uji tarik yang berupa nilai gaya putus tali pada masing masing tali digunakan untuk pemilihan bahan yang sesuai untuk jaring alat penampung TBS, di mana hasil tersebut disajikan pada Gambar 12 dan Gambar 13. Nilai gaya putus tali dengan diameter 2 mm terbesar dimiliki oleh tali nilon baik perlakuan kering maupun basah yaitu 45.60 kgf (perlakuan kering) dan 40,55 kgf (perlakuan basah). Setelah nilon, nilai gaya putus terbesar kedua dimiliki oleh tali PE dengan 34.44 kgf (perlakuan kering) dan 34.49 kgf (perlakuan basah). Nilai gaya putus terkecil dimiliki tali prusik dengan 18.89 kgf (perlakuan kering) dan 17.96 kgf (perlakuan basah).
Tali berdiameter 3 mm, nilai gaya putus paling besar dimiliki oleh tali prusik baik perlakuan kering maupun basah. Besar nilai gaya putus tali prusik sebesar 76.45 kgf (perlakuan kering) dan 76.06 kgf (perlakuan basah). Gaya putus tali kedua terbesar dimiliki oleh nilon dengan 57.93 kgf (perlakuan kering) dan 54.49 kgf (perlakuan basah). Gaya putus paling lemah ukuran 3 mm dimiliki oleh tali prusik sebesar 38.58 kgf (perlakuan kering) dan 39.00 kgf (perlakuan basah).
Untuk ukuran 4 mm, tali PE memiliki nilai gaya putus tali terbesar yakni 105.95 kgf (perlakuan kering) dan 105.99 kgf (perlakuan basah). Gaya putus tali terbesar kedua dimiliki oleh tali prusik dengan 94,64 kgf (perlakuan kering) dan 99.43 kgf (perlakuan basah). Tali nilon memiliki gaya putus yang paling lemah yakni 80.82 kgf (perlakuan kering) dan 73.22 kgf (perlakuan basah).
Gambar 12 Perbandingan gaya putus tali pada pengujian tarik perlakuan kering
0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 Ga ya putus ( kg f) Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
15
Gambar 13 Perbandingan gaya putus tali pada pengujian tarik perlakuan basah Secara keseluruhan, dapat dilihat pada Gambar 12 dan Gambar 13, perbedaan dari nilai gaya putus tali perlakuan kering dan basah. Tali nilon mengalami penurunan nilai gaya putus dari perlakuan kering ke basah. Nilai gaya putus tali nilon kering untuk semua ukuran, lebih besar dari nilai yang basah. Berbeda dengan tali nilon, tali prusik hasilnya berbeda. Tali prusik mengalami kenaikan nilai gaya putus dari perlakuan kering ke basah untuk semua diameter, kecuali pada diameter 2 mm.
Menurut R.K. Evans (1983) nilon merupakan serat yang paling umum digunakan sistem tali kapal yang membutuhkan penyerapan energi yang besar dan nilon juga memiliki satu kelemahan yaitu menyerap air, dimana akan mengurangi gayanya. McKenna et al. (2004) menjelaskan bahwa nilai gaya putus basahnya akan berkurang paling tidak 10% dari yang kering, serta akan kembali pulih saat telah kering.
Adanya perlakuan basah dan kering membuat nilai gaya putus tali berbeda, di mana pada diameter 2 mm tali prusik, PE dan juga nilon nilai gaya putus perlakuan basah lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan kering. Pada perlakuan diameter 3 mm, tali nilon dan PE memiliki nilai gaya putus di mana perlakuan kering lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan basah. Sedangkan pada tali prusik perlakuan basah lebih kuat dibandingkan dengan perlakuan kering. Tali dengan diameter 4 mm tali prusik dan PE pada perlakuan basah lebih tinggi dari pada perlakuan kering, sedangkan untuk tali nilon nilai gaya putus nya lebih tinggi pada perlakuan kering. Perbedaan nilai gaya putus tali PE pada seluruh ukuran, pada perlakuan kering dan basah tidak lebih dari 1 kgf sehingga perlakuan kering dan basah tidak berpengaruh pada gaya putus tali PE.
Rentang nilai bobot TBS terbesar berdasarkan literatur adalah 42 kg (Zulfahrizal 2005). Tali harus mampu untuk menahan bobot TBS tersebut. Dibandingkan dengan hasil gaya putus (kgf) yang diperoleh, seluruh tali tunggal ukuran 2 mm tidak mampu menahan bobot tersebut. Namun, akan berbeda jika tali tersebut dibuat menjadi sebuah jaring. Sedangkan untuk ukuran 3 mm, hanya
0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 Ga ya putus ( kg f) Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
16
tali prusik yang memiliki nilai gaya putus lebih rendah dari 42 kg. Semua tali dengan ukuran 4 mm memiliki nilai gaya putus lebih besar dari 42 kg.
Berdasarkan hasil pengujian, semakin besar diameter tali maka semakin besar gaya putus yang dimilikinya. Hal ini terjadi karena semakin besar diameter tali, maka semakin banyak juga serat talinya. Serat-serat inilah yang menyusun gaya tali.
Regangan longitudinal
Berdasarkan pengujian tarik, didapatkan bahwa hampir semua tali mengalami penurunan regangan longitudinal pada perlakuan kering dan basah dimana perlakuan kering lebih tinggi regangan longitudinalnya dari pada perlakuan basah, kecuali pada tali nilon dengan diameter 3 mm dan 4 mm. Hal ini menunjukkan bahwa perlakuan basah dan kering berpengaruh pada regangan longitudinal tali. Tali dengan diameter ukuran 2 mm, regangan longitudinal tali paling besar dimiliki oleh tali prusik baik perlakuan basah maupun kering dengan nilai 0.96 m/m dan 0.90 m/m untuk masing-masing. Begitu pula diameter 3 mm dan 4 mm, regangan longitudinal prusik paling besar di antara semua tali. Besar regangan longitudinal untuk tali diameter 3 mm sebesar 1.12 m/m dan 0.93 m/m berturut-turut untuk perlakuan kering dan basah. Tali dengan diameter 4 mm, regangan longitudinal tali sebesar 0.91 m/m dan 0.81 m/m berturut-turut untuk perlakuan kering dan basah.
Dilihat dari Gambar 14 dan Gambar 15, dapat disimpulkan bahwa secara umum prusik merupakan tali yang memiliki regangan longitudinal paling besar dari pada tali lain. Tali dengan diameter 2 mm dan 3 mm memiliki regangan longitudinal perlakuan kering terkecil adalah tali nilon, sedangkan perlakuan basah terkecil dimiliki tali PE. Tali dengan diameter 4 mm regangan longitudinal terkecil terjadi pada tali PE.
Gambar 14 Perbandingan regangan longitudinal tiga macam tali pada diameter berbeda dengan perlakuan kering
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0 1 2 3 R eg ang an long it udinal (m/m ) Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
17
Gambar 15 Perbandingan regangan longitudinal tiga macam tali pada diameter berbeda dengan perlakuan basah
Perubahan regangan longitudinal karena perubahan diameter secara signifikan dapat terlihat. Regangan longitudinal tali nilon bertambah seiring bertambah besarnya diameter tali. Sedangkan regangan longitudinal tali PE berubah semakin kecil seiring bertambahnya diameter. Berbeda dengan tali prusik, regangan longitudinal yang paling besar sampai terkecil dimiliki tali yang berdiameter 3 mm, kemudian 2 mm, dan terakhir 4 mm.
Dijelaskan oleh McKenna et al. (2004), dalam sebuah uji serat tunggal, titik akhir pada saat putus adalah jelas. Pada sebuah benang, titik putusnya akan bervariasi terkait bentuk uji specimen. Begitu juga regangan longitudinal, nilai yang diperoleh sangat bervariasi karena tali merupakan kumpulan benang-benang yang dililit sedemikian rupa menjadi satu.
Tali yang baik sebagai bahan pembuat jaring alat penampung tandan buah segar adalah yang mimiliki regangan longitudinal yang besar. Karena regangan longitudinal yang besar nantinya dibutuhkan agar jaring lebih fleksibel saat tertimpa beban oleh tandan sawit. Karena fleksibilitas ini, tandan tidak sampai membuat tali putus karena kurangnya regangan longitudinal.
Energi yang diserap
Energi yang diserap merupakan salah satu karakter tali yang penting. Karena dengan mengetahui kemampuan serap energi pada tali, dapat diperhitungkan secara matematis suatu tali cukup kuat atau tidak untuk menerima beban benda berenergi. Jika dalam perhitungan diperoleh bahwa kemampuan serap energi oleh tali lebih kecil dari energi yang diterima karena suatu benda, maka tali tersebut tidak layak digunakan untuk keperluan menahan beban benda tersebut. Begitu pula sebaliknya, jika diperoleh bahwa kemampuan tali menyerap energi lebih besar dari pada energi dari benda, tali layak digunakan.
Energi yang diserap oleh tali saat penarikan searah serat tali memiliki nilai yang berbeda-beda pada masing-masing tali. Gambar 16 dan Gambar 17
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0 1 2 3 R eg ang an long it udinal (m/m ) Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
18
menunjukkan energi yang diserap oleh tali selama pengujian. Penurunan nilai energi yang diserap tali karena adanya perlakuan basah terjadi pada perlakuan tali PE dan prusik, sedangkan pada tali nilon besarnya energi yang diserap mengalami peningkatan. Nilai terbesar energi yang mampu diserap dimiliki oleh tali prusik baik perlakuan basah maupun kering dengan nilai masing-masing 321.09 J/m dan 323.97 J/m. Sedangkan nilai terkecil energi yang diserap dimiliki tali prusik baik perlakuan basah maupun kering dengan nilai masing-masing 67,49 J/m dan 62.35 J/m.
Adanya perbedaan diameter seperti yang disajikan pada Gambar 15 dan Gambar 16, juga berpengaruh pada besarnya energi yang mampu diserap oleh tali. Setiap jenis tali mengalami pertambahan nilai yang signifikan seiring bertambahnya diameter tali. Hal tersebut terjadi karena tali yang lebih besar memiliki serat tali yang lebih banyak dari padi tali yang lebih kecil.
Gambar 16 Perbandingan energi yang diserap tiga macam tali pada diameter berbeda dengan perlakuan kering
Gambar 17 Perbandingan energi yang diserap tiga macam tali pada diameter berbeda dengan perlakuan kering
0 50 100 150 200 250 300 350 0 1 2 3 Ene rg i ya ng diser ap (J /m ) Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
0 50 100 150 200 250 300 350 0 1 2 3 Ene rg i ya ng diser ap (J /m ) Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
2 mm 3 mm 4 mm
19 Rentang besar energi potensial jatuhnya TBS berkisar 0.44-4.44 kJ menurut Nazamudin (2013) dalam Rusnadi (2013). Nilai terbesar energi potensial jatuhnya TBS sebesar 4.44 kJ atau sebesar 4 440 J. Tidak ada jenis tali tunggal sepanjang satu meter yang mampu menahan energi tersebut. Bahkan nilai terkecil energi potensial sebesar 0.44 kJ atau 440 J, tidak ada jenis tali tunggal sepanjang satu meter yang mampu menahannya. Akan berbeda jika panjang tali lebih dari satu meter atau tali dijadikan sebuah jaring, sangat dimungkinkan energi potensial dari TBS ditahan. Misalnya sebuah tali prusik yang memiliki nilai kemampuan menahan energi sebesar 172.05 J/m sepanjang 3 meter akan memiliki nilai kemampuan menahan energi sebesar = 172.05 J/m x 3 m = 516.15 J. Dengan begitu, tali tersebut akan mampu menahan energi jatuhnya TBS.
Besarnya nilai energi yang diserap berkaitan dengan regangan longitudinal dan gaya putus. Besarnya nilai energi yang diserap merupakan luasan di bawah grafik regangan longitudinal-gaya putus. Semakin besar regangan longitudinal dan gaya putus semakin besar energi yang mampu diserap tali tersebut. Semakin besar nilai energi yang mampu diserap tali, semakin cocok tali tersebut digunakan dalam bahan pembuat jaring penampung tandan buah segar.
Uji Impact Tali
Pengujian impact tali berguna untuk mengetahui seberapa kuat tali menahan beban tertentu yang diberikan secara tiba. Beban yang dijatuhkan secara tiba-tiba menyebabkan kerusakan baik berupa akibat gesekan dan lepasnya untaian tali. Kuatnya tali diketahui dari seberapa banyak tumbukan yang mampu diterima tali hingga putus atau hancur. Semakin kuat tali menahan beban ini, semakin cocok dia digunakan sebagai bahan pembuat jaring.
Pengujian menggunakan alat uji impact dengan pemberian beban pada mata penumbuk sebesar 7.5 kg dan ketinggian 25 cm. Besar energi potensial yang dimiliki mata penumbuk sebesar 18.39 J. Permukaan mata penumbuk berupa besi baut, sedangkan tatakan bawah berupa baja. Mata penumbuk yang digunakan untuk menumbuk semua macam tali tetap sama.
Besar tekanan diberikan oleh mata penumbuk berbeda pada tali yang berbeda ukuran, karena tekanan yang diberikan oleh beban terhadap tiap jenis tali berbeda tergantung luasan kontak tali dengan mata penumbuk. Luas kontak diukur dari diameter tali dikali panjang penampang yang bersentuhan saat tumbukan.
Sebagai contoh untuk tali dengan diameter 2 mm harus menerima tekanan sebesar 18 456.03 Pa di saat tali sejenis yang berdiameter 3 mm dan 4 mm hanya menerima tekanan sebesar 12 304.02 Pa dan 9 228.01 Pa (contoh perhitungan dapat dilihat pada lampiran 11). Tentu tali sejenis dengan diameter 2 mm akan lebih cepat putus dari pada yang berdiameter 3 mm dan 4 mm. Perbedaan tekanan yang terjadi ini membuat adanya perbedaan banyaknya tumbukan tali hingga putus meskipun menggunakan mata penumbuk yang sama.
20
Gambar 18 Perbandingan banyak tumbukan yang diberikan pada tiga macam tali pada diamater berbeda dengan perlakuan kering
Gambar 19 Perbandingan banyak tumbukan yang diberikan pada tiga macam tali pada diamater berbeda dengan perlakuan basah
Pengujian impact di sini, merupakan pengujian yang paling sesuai dilakukan dalam memilih tali yang paling cocok sebagai bahan jaring karena mirip dengan kegunaan sesungguhnya yakni jaring (tali yang dianyam) dibentangkan pada tanah yang akan menangkap jatuhnya tandan buah segar di tanah. Jatuhnya tandan buah segar dari atas pohon sawit dapat membuat tali putus baik karena gesekan maupun tekanan. Sehingga harus dipilih tali yang paling tahan dengan beban tiba-tiba tersebut.
Gambar 18 dan Gambar 19 menunjukkan secara umum bahwa terdapat perbedaan nilai hasil rataan data banyaknya tumbukan antara perlakuan basah dan kering. Hampir keseluruhan tali mengalami penurunan banyaknya tumbukan karena adanya perlakuan basah kecuali tali PE diameter 2 mm. Data yang diperoleh dari hasil pengujian impact cukup bervariasi. Dapat dilihat pada Lampiran 4, dimana varian data sangat beragam antara 0.00 sampai 4.00.
0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 B any ak tum buka n Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 B any ak tum buka n Ukuran tali Nilon PE Prusik
Linear (Nilon) Linear (PE) Linear (Prusik)
2 mm 3 mm 4 mm
21 Terlihat pula untuk semua jenis tali, semakin besar diameter tali, semakin kuat pula tali menahan beban impact dari alat uji. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 18 dan Gambar 19, semakin besar diameter, semakin banyak pula tumbukan yang harus dilakukan untuk membuat tali yang sejenis menjadi putus atau hancur.
Hasil pengujian pada lampiran 4 menunjukkan bahwa tali paling kuat pada uji impact karena beban tiba-tiba adalah tali PE berdiameter 4 mm yang membutuhkan 10.20 kali tumbukan hingga putus. Sedikit berbeda dengan nilai uji impact tali prusik yang membutuhkan rata-rata 10.00 kali dan 9.60 kali tumbukan hingga putus (perlakuan kering dan basah diameter 4 mm).
Pemilihan Tali
Tali terbaik dipilih menggunakan metode nilai indeks sifat berbobot. Kriteria atau sifat yang digunakan antara lain gaya putus, regangan longitudinal, kemampuan menyerap energi, ketahanan beban impact, suhu leleh, kemampuan penyerapan air dan densitas tali. Suhu leleh ditambahkan dalam penilaian karena dalam rencana kegunaannya di lapang, tali akan banyak mengalami goresan yang akan membuat temperatur meningkat sehingga akan cepat merusak tali. Penyerapan air dipilih karena saat tali terkena air, dalam jumlah besar akan sulit untuk memindahkan tali akibat banyak air yang diserap karena bertambahnya bobot tali. Berikut adalah ranking pembobotan terhadap masing-masing sifat (Tabel 1):
Tabel 1 Ranking pembobotan terhadap masing-masing sifat Gaya putus (kgf) Regangan longitudinal (m/m) Energi yang mampu diserap (J/m) Ketahanan impact (ulangan tumbukan) Suhu leleh (˚C) Penyerapan air (skala 1-10) Densitas Tali (gr/m3) 4 2 3 1 2 4 4
Penilaian indeks sifat berbobot dihitung dalam kelompok-kelompok (kelompok kering 2 mm, basah 2 mm, kering 3 mm, basah 3 mm, kering 4 mm, dan basah 4 mm) kemudian dijadikan hasil rata-rata. Jenis tali yang memiliki nilai indeks sifat berbobot terbesar merupakan yang paling baik secara umum dari ketiga jenis tali dan tiga ukuran berbeda. Hasil perhitungan dari pemilihan tali menggunakan metode nilai indeks berbobot (contoh perhitungan dapat dilihat pada lampiran 12) disajikan dalam Tabel 2 :
Tabel 2 Nilai indeks sifat berbobot ( ) Jenis
tali
Diameter 2 mm Diameter 3 mm Diameter 4 mm Rata-rata total Kering Basah
Rata-rata Kering Basah
Rata-rata Kering Basah
Rata-rata
Nilon 0.87 0.89 0.88 0.84 0.88 0.86 0.83 0.84 0.84 0.86 PE 0.74 0.74 0.74 0.74 0.78 0.76 0.83 0.82 0.82 0.77 Prusik 0.66 0.68 0.67 0.68 0.68 0.68 0.93 0.92 0.92 0.74
22
Untuk diameter 2 mm dan 3 mm, tali nilon memperoleh nilai rata-rata nilai indeks terbesar dengan nilai indeks masing-masing 0.88 dan 0.86. Sedangkan untuk diameter 4 mm, tali prusik memperoleh nilai rata-rata terbesar yaitu 0.92. Nilai rata-rata total keseluruhan ukuran diameter dari indeks sifat berbobot terbesar dimiliki oleh tali nilon dengan angka 0.86, diikuti oleh tali PE dengan 0.77, kemudian tali prusik dengan 0.74. Sehingga dapat dipastikan bahwa tali nilon merupakan tali yang paling baik menjadi bahan tali alat penampung TBS tipe jaring secara umum.