UJI KINERJA MESIN PELUBANG TANAH UNTUK MENANAM
SENGON (Albizia falcataria L)
PERFORMANCE TEST OF PORTABLE HOLE DIGGER FOR
PLANTING ALBIZIA
Fadlullah Abdurrachmanand Agus Sutejo
Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 16680, Bogor, West Java,
Indonesia.
Phone 62 856 91645461, e-mail: fadlullah.abdurrachman@gmail.com
ABSTRACT
Indonesia has a very large land area of about 1.905.00 km2 with about 63% covered by forest. However, due to the logging activities and increasing population, the forests area are decreasing year by year. People aware about this situation and they started a campaign for reforestation activity. The government also realized it, so there are more rules to control the deforestation and promote reforestation. Albizia (Albizia Falcataria L) or sengon is the one of common trees for reforestation. Sengon has a lot of potential for industrial forests. it grows fast enough as a tree, it can be 45 meters only in 25 years with 100 cm diameters, sengon usually called the miracle tree. Sengon’s seeds usually has 15-20 cm diameters for their roots. They don’t need any special treatment, because they can grow in almost any condition in tropical areas as long as their roots are not broken. In Indonesia, sengon planted traditionally by using hoe. It takes longer time, but effective because the planted areas are usually remote and difficult to be passed by tractor. Portable hole digger machines are one of solution for this kind of problem. Nowadays, there are a lot of hole digger machine can be found in the market. But most of them are using liquid fuel as power source. It is making holes in shorter time, and made work easier. In order to that, it needs more money for the fuel and it is not clean because the pollution. This research is to test the performance of machine that can help farmers to make holes for planting sengon’s seeds. This hole digger machine with DC motor, 0.125 HP with less pollution and cheaper than the other one. This machine can make up to 68 holes with each holes ranges are 2.5 x 2.5 meters and then each 15 cm diameters and depth. With only 2 batteries 12 v – 5 Ah, it can be used for 21.13 minutes until the power goes down and reaches the minimum point. So the capacity is 3.2 holes/minutes. Work load can be measure by using IRHR, which is test the heart rate when working with this machine. There are 2 types activities when working with this machine, the hole making process and the moving activities. IRHR for hole making process is 1.45, so it can be classified by average work load. And IRHR for moving activities, which is include stepping and lifting the machine, is 2.17 that classified by extra heavy workload. But, each activities are done awhile, they only take 15 seconds and 5 seconds.
FADLULLAH ABDURRACHMAN. F 14070057.
Uji Kinerja Mesin Pelubang Tanah Menanam Sengon(Albizia falcataria L.).Di bawah bimbingan Ir. Agus Sutejo,
M.Si. 2012
RINGKASAN
Indonesia memiliki daratan yang sangat luas, mencapai 1.904.500 km2. Dimana hampir keseluruhannya masih tertutupi oleh hutan, dengan luas kawasan hutan mencapai 120.580.430 ha. Namun sangat disayangkan, marak terjadi di Indonesia penebangan hutan secara illegal dan sembarang. Ditambah dengan adanya laju pertumbuhan penduduk di Indonesia yang relatif cepat, sehingga membuat semakin banyak lahan yang dikonversi. Sekarang ini sudah semakiin banyak orang yang sadar akan pentingnya sebuah hutan bagi kelangsungan hidup manusia, sehingga semakin banyak reboisasi dilakukan. Pemerintah juga mulai menggalakkan program-program reboisasi dan hutan tanaman industri (HTI). Salah satu tanaman yang mulai digalakkan untuk HTI dan raboisasi adalah tanaman sengon (Albizia falcataria L). sengon adalah sejenis tumbuhan yang termasuk dalam family mimosacea. Dengan sifat pertumbhan yang sangat cepat, sengon mampu mencapai diameter 100 cm dan tinggi 45 meter dalam 25 tahun. Sengon juga tidak terlalu sulit untuk tumbuh dimana saja. Selama daerah tersebut beriklim tropis, sengon dapat hidup dan tumbuh pada kondisi apapun.
Bibit sengon yang akan ditanam merupakan bibit yang sudah berumur 6 bulan dengan tinggi 60 – 125 cm dengan diameter akar sekitar 15 cm. Untuk menanam sengon pun tidak perlu perlakuan khusus, sebelum ditanam, lahan cukup diberi ajir sebagai penanda dimana lubang akan dibuat sambil dibersihkan dr gulma dan rumput agar sengon terlindung dari hama dan penyakit. Ketika ditanam yang terpenting adalah akar sengon tidak terlipat dan tidak rusak. Biasanya dalam penanaman sengon masih menggunakan alat tradisional seperti cangkul. Karena selama ini lahan sengon berada di daerah yang cukup sulit dijangkau dan kondisi tanah yang bergelombang, maka sudah dipastikan traktor akan sulit masuk untuk membantu proses penanaman. Akhir-akhir ini mulai digunakan teknologi mesin pembuat lubang dengan motor bensin sebagai penggerak, dengan kapasitas yang besar dan mempercepat proses penanaman terutama pembutan lubang. Namun, berbanding terbalik dengan manfaatnya mesin ini berat dan tidak efisien serta menimbulkan polusi udara yang tidak sedikit.
I.
PENDAHULUAN
1.1.
LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan negara yang terletak di kawasan tropis dengan posisi 60 LU – 110 LS dan 950 BT – 1410 BT. Luas wilayah Indonesia adalah 5.193.000 km2 dengan luas daratan mencapai 1.904.500 km2 dan luas lautan 3.288.680 km2. Sebagian wilayah daratan Indonesia masih ditutupi oleh hutan dengan luas kawasan hutan Indonesia mencapai 120.580.430 ha (Dephut, 1991). Luas hutan di Indonesia tiap tahun berkurang sangat cepat karena adanya kebakaran, penebangan industri, dan penebangan ilegal. Berkurangnya luas hutan harus diimbangi dengan proses penanaman kembali atau reboisasi. Kenyataannya percepatan penebangan tidak sebanding dengan percepatan reboisasi. Salah satu tanaman yang direkomendasikan dalam proses reboisasi adalah sengon. Selain untuk reboisasi, sengon juga direkomendasikan untuk tanaman HTI (Hutan Tanaman Industri). Untuk tanaman reboisasi sengon sangat cocok untuk kawasan mudah erosi.
Dengan sifat-sifat kelebihan yang dimiliki sengon diantaranya yaitu umur panen yang relatif tidak terlalu lama, maka banyak pohon sengon ditanam di tepi kawasan yang mudah terkena erosi dan menjadi salah satu kebijakan pemerintah melalui DEPHUTBUN untuk menggalakan ‘Sengonisasi’ di sekitar daerah aliran sungai (DAS) di Jawa, Bali dan Sumatra.
Sebagai tanaman HTI sengon memiliki nilai ekonomi yang cukup tinggi. Sengon dianggap sebagai salah satu jenis kayu industri yang tak kalah pentingnya dengan kayu-kayu lain. Berdasarkan beberapa penelitian ternyata jenis sengon dapat memasok kebutuhan bahan baku industri dengan rotasi permanen yang relatif cepat, juga fungsi ekologi bagi lingkungan sekitarnya, seperti penghasil bahan organik dari daun yang rontok di permukaan tanah dan dapat memperkaya nitrogen tanah.
Salah satu kendala yang dihadapi dalam mengembangkan sengon saat ini adalah pada saat penanaman. Alat tanam yang ada sebagian besar adalah alat tanam yang ditarik oleh traktor atau kendaraan berat lainnya. Kondisi hutan Indonesia tidak datar dan memiliki kemiringan yang cukup tinggi. Permukaan tanah hutan juga tidak rata, banyak gundukan dan coak. Hal ini tidak memungkinkan traktor atau pun kendaran berat lainnya untuk bisa masuk ke dalam hutan pada proses penanaman.
2
tanamnya sulit untuk memasuki kawasan hutan. Penanaman dengan manual membutuhkan waktu dan biaya yang cukup banyak.
Untuk mengefisiensikan waktu dan biaya serta kemudahan dalam proses penanaman dibutuhkan suatu mesin bantu tanam. Mesin tanam tersebut harus fleksibel agar mudah dipindahkan dan dibawa pada kondisi hutan yang curam, bergelombang dan penuh hambatan. Diharapkan mesin dapat dibawa oleh satu orang operator seperti halnya mesin potong rumput tipe gendong. Selain itu mesin diharapkan ergonomis agar nyaman untuk operator. Hal ini untuk menjaga agar operator tidak cepat lelah dan bosan. Setelah melalui proses perancangan akhirnya dibuatlah sebuah mesin pelubang tanah untuk menanam sengon yang menggunakan tenaga listrik dan dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Mesin Pelubang Tanah Untuk Menanam Sengon
Mesin ini diharapkan mampu meringankan pekerjaan pembuatan lubang untuk menanam sengon pada lahan yang sulit dijangkau, mempercepat waktu proses penanaman secara keseluruhan, namun tidak memberatkan operator dan menghasilkan emisi gas buang karbon yang rendah. Oleh karena itu, diperlukan pengujian kinerja mesin untuk mengetahui energi dan daya yang dibutuhkan ketika menggunakan mesin ini, kemudian waktu proses kerja serta kapasitas pelubangannya, dan pengaruh mesin terhadap operator.
1.2. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah :
II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. SENGON
Alrasjid (1973) menyatakan selain memiliki dua nama latin yaitu Albizia falcataria (L) Fosberg dan Paraserianthes falcataria (L) Nielsen, sengon juga memiliki beberapa nama daerah. Di pulau Jawa sengon memiliki enam nama panggilan, antara lain albisia, jeunjing (Jawa Barat), sengon laut, mbesiah (Jawa Tengah), sengon sabrang (Jawa Tengah dan Jawa Timur), jing laut (Madura), dan lain-lain. Di luar Jawa sengon dikenal dengan nama tedehu pute (Sulawesi). Di Maluku dikenal dengan nama rawe, selawoku merah, saka, sika, sika bot, sikahm, atau tawasela. Di Irian sengon dikenal dengan nama bae, bai, wahagon, wai atau wikie.
Santoso (1992) menyatakan bahwa sengon merupakan tanaman yang termasuk family Mimosacea (keluarga petai-petaian). Jenis tanaman dari family ini memiliki sifat pertumbuhan yang sangat cepat. Pertmubuhannya selama 25 tahun dapat mencapai tinggi 45 m dengan diameter mencapai batang 100 cm. Mengingat pertumbuhannya yang cepat maka sengon kerap dijuluki pohon ajaib (the miracle tree). Pada usia enam tahun dapat menghasilkan kayu sebanyak 372 m3/ha.
Pohon sengon berbatang lurus tidak berbanir, kulit berwarna kelabu keputihan, licin, tidak mengelupas, dan memiliki batang bebas cabang sepanjang 20 m. tajuk berbentuk perisai, agak jarang dan selalu hijau. Sengon memiliki akar tunggang yang cukup kuat menembus kedalam tanah, akar rambutnya tidak terlalu besar, tidak rimbun dan tidak menonjol kepermukaan tanah. Akar rambutnya berfungsi untuk menyimpan zat nitrogen Dengan keadaan demikian memungkinkan tanaman perdu untuk tumbuh baik di bawahnya.
Prihmantoro (1991) menulis bahwa sengon berdaun majemuk ganda. Jenis daun seperti merupakan ciri bagi suku Mimosaceae. Pada intensitas cahaya yang rendah, khususnya pada sore hari menjelang malam, anak daun muda terkulai
Budidaya sengon diperbanyak dengan menyemaikan biji sengon. Biji sengon yang dijadikan benih sengon harus terjamin mutunya. Benih sengon yang baik adalah benih sengon yang berasal dari induk pohon kayu sengon yang memiliki sifat-sifat genetik yang baik, seperti : bentuk fisiknya tegak lurus dan tegar, tidak menjadi inang dari hama ataupun tahan penyakit.
Ciri-ciri benih sengon yang baik yaitu :
• Kulit benih sengon bersih berwarna coklat tua • Tenggelam dalam air
• Bentuk benih sengon masih utuh.
4
Gambar 2. Benih Sengon(http://sengonalbasia.com/files/sengon/bibit-sengon-2.JPG)
Banyaknya benih sengon yang dibutuhkan suatu persemaian sengon ditentukan beberapa faktor sebagai berikut :
• Jumlah bibit semai sengon yang harus dihasilkaan
• Persen perkecambahan (viabilitas) dari benih sengon yang bersangkutan. • Persen jadi semai sampai bibit sengon siap tanam
• Jumlah butir benih sengon tiap kg.
Untuk menghitung banyaknya benih sengon yang dibutuhkan di persemaian sengon dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
V = A / B. C. D ………....(1)
dimana
A = Jumlah bibit sengon yang harus dihasilkan
B = Persen perkecambahan dari benih sengon yang bersangkutan C = Persen jadi bibit semai sampai siap tanam
D = Jumlah butir benih sengon tiap kg
V = Jumlah benih sengon yang dibutuhkan (dalam kg).
Contoh :
Persemaian sengon (Paraserianthes falcataria) dengan jumlah bibit sengon yang harus dihasilkan 400.000 batang; persen perkecambahan sengon 50 % persen jadi semai sampai siap ditanam 80%; jumlah butir benih sengon tiap kg = 50.000. Maka jumlah
yang dibutuhkan :
Sehubungan dengan biji sengon memiliki kulit yang liat dan tebal serta mudah berkecambah apabila dalam keadaan lembab, maka sebelum benih sengon disemaikan, sebaiknya dilakukan treatment terhadap benih sengon tersebut sehingga membuat daya kecambah dari benih sengon tersebut bisa maksimal, caranya yaitu : Benih direndam dalam air panas mendidih (80 C) selama 15 – 30 menit. Setelah itu, benih direndam kembali dalam air dingin sekitar 24 jam, lalu ditiriskan. untuk selanjutnya benih siap untuk disemaikan.
Keberhasilan persemaian benih sengon ditentukan oleh ketepatan dalam pemilihan tempat, oleh karena itu perlu diperhatikan beberapa persyaratan memilih tempat persemaian sengon sebagai berikut :
• Lokasi persemaian sengon sebaiknya ditempat yang datar atau dengan derajat kemiringan maksimum 5%,
• Memiliki sumber air yang mudah diperoleh sepanjang musim,
• Kondisi tanahnya gembur dan subur, tidak berbatu/kerikil, tidak mengandung tanah liat.
• Berdekatan dengan lokasi penanaman sengon dan jalan angkutan, guna menghindari kerusakan bibit sengon pada waktu pengangkutan.
• Untuk memenuhi kebutuhan bibit sengon dalam jumlah besar perlu dibangun persemaian sengon yang didukung dengan sarana dan prasarana pendukung yang memadai, antara lain bangunan persemaian, sarana dan prasarana pendukung, sarana produksi tanaman dll.
2.2. Sifat Fisik Tanah
2.2.1.WARNA TANAH
Syarief (1979) menulis warna tanah merupakan salah satu sifat yang mudah dilihat dan menunjukkan sifat dari tanah tersebut. Warna tanah merupakan campuran komponen lain yang terjadi karena mempengaruhi berbagai faktor atau persenyawaan tunggal. Urutan warna tanah adalah hitam, coklat, karat, abu-abu, kuning dan putih.
Sementara itu, Thompson dan Troeh (1978) menyatakan dalam bukunya bahwa warna tanah dengan akurat dapat diukur dengan tiga sifat-sifat prinsip warnanya. Dalam menentukan warna cahaya dapat juga menggunakan Munsell Soil Colour Chart sebagai pembeda warna tersebut. Penentuan ini meliputi penentuan warna dasar atau matrik, warna karatan atau kohesi dan humus. Warna tanah penting untuk diketahui karena berhubungan dengan kandungan bahan organik yang terdapat di dalam tanah tersebut, iklim, drainase tanah dan juga mineralogi tanah.
Mineral-mineral yang terdapat dalam jumlah tertentu dalam tanah kebanyakan berwarna agak terang (light). Sebagai akibatnya, tanah-tanah itu berwarna agak kelabu terang, jika terdiri dari mineral-mineral serupa itu yang sedikit mengalami perubahan kimiawi.
6
2.2.2. TEKSTUR
Hakim (1986) menyatakan tekstur tanah adalah perbandingan relatif dalam persen (%) antara fraksi-fraksi pasir, debu dan liat. Tekstur erat hubungannya dengan plastisitas, permeabilitas, keras dan kemudahan, kesuburan dan produktivitas tanah pada daerah geografis tertentu.
Kartosapoetra (1988) menyatakan bahwa tekstur tanah adalah perbandingan relatif berbagai golongan besar, partikel tanah dalam suatu massa tanah terutama perbandingan relatif suatu fraksi liat, debu dan pasir. Tekstur dapat menentukan tata air dalam tanah berupa kecepatan infiltrasinya, penetrasi serta kemampuan mengikat air.
Jika beberapa contoh tanah ditetapkan atau dianalisa di laboratorium, maka hasilnya selalu memperlihatkan bahwa tanah itu mengandung partikel-partikel yang beraneka ragam ukurannya, ada yang berukuran koloi, sangat halus, halus, kasar dan sangat kasar.
Hakim (1986) juga menyatakan bahwa partikel-partikel ini telah dibagi ke dalam grup atau kelompok-kelompok atas dasar ukuran diameternya, tanpa memandang komposisi kimianya, warna, berat atau sifat lainnya. Kelompok partikel ini pula disebut dengan “separate tanah”. Analisa partikel laboratorium dimana partikel-partikel tanah itu dipisahkan disebut analisa mekanis. Dalam analisa ini ditetapkan distribusi menurut ukuran-ukuran partikel tanah.
Tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap kemampuan daya serap air, ketersediaan air di dalama tanah, besar aerasi, infiltrasi dan laju pergerakan air (perkolasi). Dengan demikian maka secara tidak langsung tekstur tanah juga dapat mempengaruhi perkembangan perakaran dan pertumbuhan tanaman serta efisien dalam pemupukan. Tekstur dapat ditentukan dengan metode, yaitu dengan metode pipet dan metode hydrometer, kedua metode tersebut ditentukan berdasarkan perbedaan kecepatan air partikel di dalam air.
2.2.3.STRUKTUR
Hakim (1986) juga menyatakan bahwa struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti pasir , debu dan liat yang membentuk agregat satu dengan yang lainnya yang dibatasi oleh bidang belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk secara alami disebut dengan ped. Struktur yang daapat memodifikasi pengaruh terkstur dalam hubungannya dengan kelembaban porositas, tersedia unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pengaruh permukaan akar.
Tipe struktur terdapat empat bentuk utamanya yaitu : a) Bentuk lempung
b) Bentuk prisma c) Bentuk gumpal
d) Bentuk spheroidel atau bulat
Keempat bentuk utama di atas akhirnya menghasilkan tujuh tipe struktur tanah. Suatu pengertian tentang sebab-sebab perkembangan struktur di dalam tanah perlu diperhatikan, karena sturktur tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan dapat berubah karena pengelolaan tanah.
Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya dalam kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar. Struktur lapisan olah dipengaruhi oleh praktis dan di mana aerasi dan drainase membatasi pertumbuhan tanaman, sistem pertanaman yang mampu menjaga kemantapan agregat tanah akan memberikan hasil yang tinggi bagi produksi pertanian.
2.2.4.KADAR AIR
Menurut Hakim (1986), metode umum yang biasa dipakai untuk menentukan jumlah air yang dikandung oleh tanah adalah persentase terhadap tanah kering. Bobot tanah yang lembab dalam hal ini dipakai karena kedaaan lembab sering bergejolak dengan keadaan air.
Sedangkan menurut Hanafiah (2005), kadar dan ketersediaan air tanah sebenarnya pada setiap koefisien umum bervariasi terutama tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan kedalaman solum/lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan kadar dan ketersediaan air tanah. Faktor iklim juga berpengaruh meliputi curah hujan, temperatur dan kecepatan yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranirasi. Faktor tanaman yang berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi terhadap kekeringan serta tingkat dan stadia pertumbuhan, yang pada prinsipnya terkait dengan kebutuhan air tanaman.
2.2.5.BULK DENSITY (KERAPATAN ISI)
Hakim (1986) menyatakan bahwa kerapatan isi adalah berat per satuan volume tanah kering oven, biasanya ditetapkan dalam g/cc. Menurut Hardjowigeno (1987), bulk density dapat digunakan untuk menghitung ruang pori total dengan dasar bahwa kerapatan zarah tanah adalah 2,65 g/cc. Metode penentuan bulk density yang paling sering digunakan adalah dengan ring sampel atau metode clod gumpalan tanah yang dicelupkan ke dalam cairan plastik yang kemudian ditimbang dan di dalam air untuk mengetahui berat dan volume dari clod gumpalan isi.
Ditambahkan oleh Hanafiah (2005), bahwa nilai kerapatan massa tanah berbanding lurus dengan tingkat kekasaran partikel-partikel tanah, makin kasar akan makin tinggi massanya.
2.2.6.RUANG PORI TOTAL
Foth (1988) menulis dalam bukunya bahwa ruang pori total adalah volume dari tanah yang ditempati oleh udara dan air. Persentase volume ruang pori total disebut porositas. Untuk menentukan porositas, contoh tanah ditempatkan pada tempat berisi air sehingga jenuh dan kemudian cores ini ditimbang. Perbedaan berat antara keadaan jenuh air dan core yang kering oven merupakan volume ruang pori. Untuk 400 cm3cores yang berisi 200 gr (200 cm3) air pada kondisi jenuh porositas tanahnya akan mencapai 50%.
8
lebih banyak dan proporsinya relatif besar yang disusun oleh pori kecil. Akibatnya adalah tanah mempunyai kemampuan menahan air yang tinggi.
2.2.7.INFILTRASI
Infiltrasi dari segi hidrologi penting, karena hal ini menandai peralihan dari air permukaan yang bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat dan air tanah. Kapasitas infiltrasi suatu tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat fisiknya dan derajat kemampatannya, kandungan air dan permebilitas lapisan bawah permukaan, nisbi air, dan iklim mikro tanah. Air yang berinfiltrasi pada sutu tanah hutan karena pengaruh gravitasi dan daya tarik kapiler atau disebabkan juga oleh tekanan dari pukulan air hujan pada permukaan tanah.
Infiltrasi adalah proses masuknya air dari permukaan ke dalam tanah. Perkolasi adalah gerakan aliran air di dalam tanah (dari zone of aeration ke zone of saturation). Infiltrasi berpengaruh terhadap saat mulai terjadinya aliran permukaan dan juga berpengaruh terhadap laju aliran permukaan (run off).
Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah : 1. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh.
2. Kelembaban tanah
3. Pemampatan tanah oleh curah hujan
4. Penyumbatan oleh bahan yang halus (bahan endapan) 5. Pemampatan oleh orang dan hewan
6. Struktur tanah 7. Tumbuh-tumbuhan
8. Udara yang terdapat dalam tanah 9. Topografi
10.Intensitas hujan 11.Kekasaran permukaan 12.Mutu air
13.Suhu udara
14.Adanya kerak di permukaan.
2.2.8.PERMEABILITAS
Semua jenis tanah bersifat lolos air (permeable) dimana air bebas mengalir melalui ruang-ruang kosong (pori-pori) yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tekanan pori diukur relatif terhadap tekanan atmosfer dan permukaan lapisan tanah yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer dinamakan muka air tanah atau permukaan freasik, di bawah muka air tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga udara.
Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian, menurunkan laju air larian.
Menurut Susanto dan Purnomo (1996), pada kebanyakan tanah, pada kenyataan konduktivitas hidroulik tidak selamanya tetap. Karena berbagai proses kimia, fisika dan biologi, konduktivitas hidroulik bisa berubah saat air masuk dan mengalir ke dalam tanah. Perubahan yang terjadi pada komposisi ion kompleks yang dapat dipertukarkanseperti saat air memasuki tanah mempunyai komposisi atau konsentrasi zat terlarut yang berbeda dengan larutan awal, bisa sangat merubah konduktivitas hidroulik. Secara umum konduktivitas akan berkurang bila konsentrasi zat terlarut elektrolit berkurang, disebabkan oleh penomena pengembangan dan dispersi yang juga dipengaruhi oleh jenis-jenis kation yang ada, pelepasan dan perpindahan partikel-partikel lempung bisa menghasilkan penyumbatan pori. Interaksi zat terlarut dan matrik tanah dan pengaruhnya terhadap konduktivitas hidrolik khususnya penting pada tanah-tanah masam dan berkadar natrium tinggi.
2.2.9.STABILITAS AGREGAT
Kemantapan agregat adalah ketahanan rata-rata agregat tanah melawan pendispersi oleh benturan tetes air hujan atau penggenangan air. Kemantapan tergantung pada ketahanan jonjot tanah melawan daya dispersi air dan kekuatan sementasi atau pengikatan, Faktor-faktor yang berpengaruh dalam kemantapan agregat antara lain bahan-bahan penyemen agregat tanah, bentuk dan ukuran agregat, serta tingkat agregasi. Stabilitas agregat yang terbentuk tergantung pada keutuhan tanah, permukaan agregat pada saat rehidrasi dan kekuatan ikatan antarkoloid-partikel di dalam agregat pada saat basah. Pentingnya peran lendir (gum) microbial sebagai agen pengikat adalah menjamin kelangsungan aktivitas mikroba dalam proses pembentukan ped dan agregasi.
2.3. SYARAT TANAM SENGON
Prihmantoro (1991) menyatakan bahwa tanaman sengon tidak memerlukan persyaratan tumbuh yang rumit. Sengon dapat tumbuh di berbagai jenis tanah, mulai yang berdrainase buruk hingga baik. Mulai tanah marjinal, hingga tanah berunsur hara cukup. Sengon juga dapat tumbuh pada bentukan sisa lahan yang belum hancur. Sengon akan tumbuh baik pada jenis tanah ultisol dan oxisol dengan pH tanah yang netral hingga basa dan membutuhkan fospat yang cukup (Atmosuseno, 1999). Sengon merupakan vegetasi daerah tropis dengan suhu pertumbuhan optimum berkisar antara 220 - 290 C. Tempat tumbuh terbaik ditemukan pada ketinggian temapt 10 mdpl – 800 mdpl. Sengon tumbuh dengan baik di daerah yang terletak pada 100 LS – 30 LU yang memiliki 15 hari hujan pada empat bulan terkering. Curah hujan tahunan yang diinginkan tanaman ini adalah 2000 – 2700 mm. Kelembaban udara yang dibutuhkan untuk tumbuh berkisar 50 % - 70 %.
Menurut Prihmantoro (1991) juga bahwa sengon lebih menyukai tofografi tanah yang relatif datar. Namun, dalam keadaan tertentu sengon dapat ditanam pada areal gelombang dan miring dengan kemiringan mencapai 25 %. Untuk areal yang memiliki kemiringan di atas 25 % harus ditanam dengan sistem terasering agar mampu mengurangi laju aliran permukaan saat hujan.
10
Bahan dan alat yang perlu diperhatikan dalam kegiatan penaburan benih sengon adalah sebagai berikut :
• Benih sengon
• Bedeng tabur/bedeng kecambah sengon
• Media Tabur, campuran pasir dengan tanah 1 : 1 • Peralatan penyiraman
• Tersedianya air yang cukup
Teknik pelaksanaan, bedeng tabur dibuat dari bahan kayu/bambu dengan atap rumbia dengan ukuran bak tabur 5 x 1 m ukuran tinggi naungan depan 75 cm belakang 50 cm. kemudian bedeng tabur disi dengan media tabur setebal 10 cm , usahakan agar media tabur ini bebas dari kotoran/sampah untuk menghindari timbulnya penyakit pada kecambah sengon.
Penaburan benih sengon pada media tabur dilakukan setelah benih sengon mendapat perlakuan guna mempercepat proses berkecambah dan memperoleh prosen kecambah sengon yang maksimal. Penaburan benih sengon dilakukan pada waktu pagi hari atau sore hari untuk menghindari terjadinya penguapan yang berlebihan.
Penaburan benih sengon ini ditempatkan pada larikan yang sudah dibuat sebelumnya, ukuran larikan tabur ini berjarak 5 cm antar larikan dengan kedalaman kira – kira 2,0 cm. Usahakan benih sengon tidak saling tumpang tindih agar pertumbuhan kecambah sengon tidak bertumpuk. Setelah kecambah sengon berumur 7 – 10 hari maka kecambah sengon siap untuk dilakukan penyapihan.
Langkah-langkah kegiatan penyapihan bibit sengon: • Siapkan polybag ukuran 10 x 15 cm,
• Masukkan media tanam yang berupa campuran tanah subur, pasir dan pupuk kandang (1:1:1). Jika tanah cukup gembur, jumlah pasir dikurangi.
• Setelah media tanam tercampur merata, kemudian dimasukkan ke dalam
polybag setinggi ¾ bagian, barulah kecambah sengon ditanam, setiap kantong
diberi satu batang kecambah sengon.
• Polybag yang telah berisi bibit sengon, diletakkan dibawah para-para yang
diberi atap jerami atau daun kelapa, agar bibit sengon tidak langsung tersengat terik matahari.
• Pada masa pertumbuhan bibit sengon kecil sampai pada saat kondisi bibit sengon layak untuk ditanam di lapangan perlu dilakukan pemeliharaan secara intensif.
Pemeliharaan yang dilakukan terhadap bibit sengon dipersemaian adalah sebagai berikut :
1. Penyiraman : Penyiraman yang optimum akan memberikan pertumbuhan yang optimum pada bibit sengon. Penyiraman bibit sengon dilakukan pada pagi dan sore hari maupun siang hari dengan menggunakan nozle. Selanjutnya pada kondisi tertentu, penyiraman dapat dilakukan lebih banyak dari keadaan normal, yaitu pada saat bibit sengon baru dipindah dari naungan ke areal terbuka dan hari yang panas.
bagian, kemudian tambahkan 15 kg TSP, lalu diaduk rata. Biarkan selama seminggu dan setelah itu digunakan untuk pemupukan. Dosis pemupukan sebanyak 2 sendok makan per 2 minggu, pada umur 6 bulan, ketika tingginya 70 – 125 cm, bibit sengon siap dipindahkan ke kebun sengon.
3. Penyulaman : Penyulaman dilakukan apabila bibit sengon ada yang mati dan perlu dilakukan dengan segera agar bibit sulaman tidak tertinggal jauh dengan bibit lainnya.
4. Penyiangan : Penyiangan terhadap gulma, dilakukan dengan mencabut satu per satu dan bila perlu dibantu dengan alat pencungkil, namun dilakukan hati –hati agar jangan sampai akar bibit sengon terganggu. Beberapa hama yang biasa menyerang bibit sengon adalah semut, tikus rayap, dan cacing, sedangkan yang tergolong penyakit ialah kerusakan bibit sengon yang disebabkan oleh cendawan.
5. Seleksi bibit sengon : Kegiatan seleksi bibit sengon merupakan kegiatan yang dilakukan sebelum bibit sengon dimutasikan kelapangan, maksudnya yaitu mengelompokan bibit sengon yang baik dari bibit sengon yang kurang baik pertumbuhannya. Bibit sengon yang baik merupakan prioritas pertama yang bisa dimutasikan kelapangan untuk ditanam sedangkan bibit sengon yang kurang baik pertumbuhannya dilakukan pemeliharaan yang lebih intensip guna memacu pertumbuhan bibit sengon sehingga diharapkan pada saat waktu tanam tiba kondisi bibit sengon mempunyai kualitas yang merata.
Penyiapan Lahan : Penyiapan lahan pada prinsipnya membebaskan lahan dari tumbuhan pengganggu atau komponen lain dengan maksud untuk memberikan ruang tumbuh kepada tanaman yang akan dibudidayakan. Cara pelaksanaan penyipan lahan digolongkan menjadi 3 cara, yaitu cara mekanik, semi mekanik dan manual. Jenis kegiatannya terbagi menjadi dua tahap ;
1. Pembersihan lahan, yaitu berupa kegiatan penebasan terhadap semak belukar dan padang rumput. Selanjutnya ditumpuk pada tempat tertentu agar tidak mengganggu ruang tumbuh tanaman.
2. Pengolahan tanah, dimaksudkan untuk memperbaiki struktur tanah dengan cara mencanggkul atau membajak (sesuai dengan kebutuhan).
Penanaman : Jenis kegiatan yang dilakukan berupa :
1. Pembuatan dan pemasangan ajir tanam, ajir dapat dibuat dari bahan bambu atau kayu dengan ukuran, panjang 0,5 – 1 m, lebar 1 – 1,5 cm. Pemasangangan ajir dimaksudkan untuk memberikan tanda dimana bibit sengon harus ditanam, dengan demikian pemasangan ajir tersebut harus sesuai dengan jarak tanam yang digunakan
2. Pembuatan lubang tanam, lubang tanam dibuat dengan ukuran 15 x 15 cm tepat pada ajir yang sudah terpasang.
12
4. Penanaman bibit sengon, pelaksanaan kegiatan penanaman sengon harus dilakukan secara hati – hati agar bibit sengon tidak rusak dan penempatan bibit sengon pada lobang tanam harus tepat ditengah-tengah serta akar bibit sengon tidak terlipat, hal ini akan berpengaruh terhadap pertumbuhan bibit sengon selanjutnya.
Pemeliharaan, kegiatan pemeliharaan yang dilakukan berupa kegiatan :
• Penyulaman, yaitu penggantian tanaman sengon yang mati atau sakit dengan tanaman sengon yang baik, penyulaman pertama dilakukan sekitar 2-4 minggu setelah tanam, penyulaman kedua dilakukan pada waktu pemeliharaan tahun pertama (sebelum tanaman berumur 1 tahun). Agar pertumbuhan bibit sulaman tidak tertinggal dengan tanaman lain, maka dipilih bibit sengon yang baik disertai pemeliharaan yang intensif.
• Penyiangan, pada dasarnya kegiatan penyiangan dilakukan untuk membebaskan tanaman pokok dari tanaman penggagu dengan cara membersihkan gulma yang tumbuh liar di sekeliling tanaman sengon, agar kemampuan kerja akar sengon dalam menyerap unsur hara dapat berjalan secara optimal. Disamping itu tindakan penyiangan juga dimaksudkan untuk mencegah datangnya hama dan penyakit yang biasanya menjadikan rumput atau gulma lain sebagai tempat persembunyiannya, sekaligus untuk memutus daur hidupnya. penyiangan dilakukan pada tahun-tahun permulaan sejak penanaman agar pertumbuhan tanaman sengon tidak kerdil atau terhambat, selanjutnya pada awal maupun akhir musim penghujan, karena pada waktu itu banyak gulma yang tumbuh. • Pendangiran, pendangiran yaitu usaha mengemburkan tanah disekitar tanaman
sengon dengan maksud untuk memperbaiki struktur tanah yang berguna bagi pertumbuhan tanaman.
• Pemangkasan, melakukan pemotongan cabang pohon sengon yang tidak berguna (tergantung dari tujuan penanaman).
tumbuh kepada tanaman yang akan dipertahankan, presentasi dan prekuensi penjarangan disesuaikan dengan aturan standar teknis kehutanan yang ada.
2.4. ALAT PEMBUAT LUBANG
Selama ini proses pembuatan lubang sudah dilakukan dengan berbagai macam alat dan mesin sebagai alat bantu, alat dan mesin tersebut antara lain :
1. Cangkul
Cangkul atau Pacul adalah satu jenis alat pertanian tradisional yang digunakan dalam proses pengolahan tanah pada lahan pertanian. Cangkul digunakan untuk menggali ataupun untuk meratakan tanah. Cangkul masih digunakan sehingga masa ini untuk menjalankan kerja-kerja menggali yang ringan di kebun ataupun di sawah. Alat ini merupakan elemen penting dalam bidang pertanian terutama pertanian ladang kering. Cangkul dibuat dari baja sehingga alat ini sangatlah kuat. Cangkul atau Pacul merupakan gabungan dari bawak dan pacul itu sendiri. Bawak merupakan bagian kepala atau bagian atas dari cangkul. Sedangkan pada bagian landepan atau bagian bawahnya sering kita sebut dengan pacul juga. Pada bagian kepala terdapat lubang yang berfungsi untuk dipasangi garan pacul atau sering disebut doran. Dengan dipasangnya doran akan mempermudah dalam menggunakan alat cangkul ini. Untuk lebih jelas mengenai alat pertanian cangkul bisa dilihat pada Gambar 3 (HTN Alat Pertanian, 2012).
Gambar 3. Cangkul atau pacul
2. Bor biopori manual
14
Gambar 4. Bor biopori manual (Tim Biopori IPB, 2011)
3. Bor tanah dengan mesin
Membuat lubang pada tanah dengan mesin juga sudah lama dilakukan oleh manusia, mesin yang digunakan yaitu mesin dengan energi penggerak motor bensin. Mesin bor tanah semacam ini sudah banyak digunakan terutama untuk proses pembuatan lubang yang dalam seperti untuk sumur dan untuk keperluan kabel-kabel bawah tanah. Salah satu produsen dari mesin seperti ini adalah Zhejiang Ruixinyuan Industry & Trade Co., Ltd. Mesin bor tanah
tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.
2.5. DESAIN (PERANCANGAN)
Harsokoesoemo (1999) menyatakan bahwa perancangan adalah kegiatan awal dari uasah merealisasikan suatu produk yang keberadaannya dibutuhkan oleh masyarakat untuk meringankan hidupnya. Perancangan terdiri dari serangkaian kegiatan yang berurutan, oleh karean itu perancangan kemudian disebut sebagai proses yang mencakup seluruh kegiatan yang terdapat dalam proses perancangan tersebut. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan disebut fase. Salah satu deskripsi proses perancangan adalah deskripsi yang menyebutkan bahwa proses perancangan terdiri dari fase yang ditunjukan pada Gambar 6.
Gambar 6. Contoh diagram alir proses perancangan Harsokoesoemo (1999)
Menurut Harsokoesoemo (1999) proses perancangan dianggap dimulai dengan mengidentifikasikan kebutuhan produk yang diinginkan masyarakat. Berawal dari diidentifikasikannya kebutuhan produk tersebut maka proses perancangan berlangsung.
Masih menurut Harsokoesoemo (1999) tahapan penelitian mengacu pada fase pembangkitan konkuren (concurrent design) dengan mengacu pada sembilan dasar perancangan konkuren, yaitu :
1. Menggunakan produk atau unit yang sudah ada. 2. Menentukan bahan dan metodologi perakitan. 3. Menentukan keterbatasan dimensional desain.
4. Mengidentifikasikan subsystem yang memabangun keseluruhan system. 5. Mengembangkan hubungan (interface) berupa kontruksi dudukan dan chassis. 6. Merakit dan menggabungkan interface dan komponen-komponen fungsional
system.
7. Melakukan evaluasi desain.
Kebutuhan
Analisis masalah, spesifikasi produk, dan perancangan proses
Perancangan konsep produk
Perancangan produk
Evaluasi produk hasil rancangan
16
8. Penghalusan bahan dan perakitan.
9. Penghalusan bentuk akhir system (finishing).
Fase terakhir dari kelima fase rancangan yang tak kalah penting menurut Harsokoesoemo (1999) yaitu fase penyusunan dokumen untuk pembuatan produk. Produk hasil rancangan didokumentasi dalam sebuah dokumen yang terdiri dari :
1. Gambar susunan.
2. Gambar detail dan spesifikasi untuk pembuatan produk.
3. Bill of Materials (BOM).
2.6. DAYA POROS
Daya yang berguna pada motor bakar torak adalah daya poros karena daya ini yang akan menggerakkan beban. Daya poros dibangkitkan oleh daya indikator. Sebagian daya indikator ini digunakan untuk mengatasi gesekan mekanik antara komponen-komponen yang saling bergesekan seperti torak dan dinding silinder, poros dengan bantalan dan lain sebagainya. Selain itu pula daya indikator harus menggerakkan aksesori seperti pompa air, pompa pelumas, pompa bahan bakar, kipas pendingin dan generator (Anonim, 2010). Dengan demikian besarnya daya poros adalah:
………...(2)
dimana :
Pe = Daya poros atau daya efektif [PS,kW]. Pi = Daya Indikator [PS,kW].
Pg = Daya gesek [PS,kW]. Pa = Daya aksesoris [PS,kW].
Untuk mengetahui daya poros diperlukan alat ukur torsi atau dynamometer dan
tachometer untuk mengukur putaran poros engkol (Anonim, 2010). Data yang didapat dari
pengukuran adalah torsi dan putaran, daya poros didapat dengan memasukkan data yang diperoleh ke Persamaan 3.
………...(3)
dimana :
T = Momen putar [kgm] n = Putaran poros engkol [rpm]
2.7. MOTOR DC
Fathurohim (2010) menjelaskan dalam tulisannya bahwa motor DC merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:
Gaya elektromagnetik:
E = KΦN ………..(4)
Torque:
T = KΦIa ………..(5)
Dimana:
E = gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torque electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama, yaitu : • Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan. • Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga
putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok :
• Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya
bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi
dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang
berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
18
Sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
• Kutub medan. Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet
akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
• Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi
elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
• Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC.
Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Jenis Motor DC :
a) Motor DC Sumber Daya Terpisah/ Separately Excited
Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.
b) Motor DC Sumber Daya Sendiri/ Self Excited: motor shunt
Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arusmedan dan arus dinamo.
Berikut tentang kecepatan motor shunt :
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang, oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan(kecepatan bertambah).
c) Motor DC daya sendiri: motor seri
Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002):
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
d) Motor DC Kompon/Gabungan
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dynamo (A). Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).
2.8. BEBAN KERJA
Kerja dapat juga diartikan sebagai suatu aktivitas untuk menghasilkan sesuatu. Manusia menggunakan otot mereka hampir untuk seluruh jenis kegiatan atau pekerjaan, otot manusia sendiri memerlukan energi untuk melakukan kerja fisik. Jumlah energi yang dibutuhkan manusia untuk melakukan kerja tergantung dari tingkat pekerjaan yang dikerjakan. Beban kerja fisik dapat dilihat ketika pekerja melakukan pekerjaannya. Semakin besar beban kerja dalam melakukan suatu pekerjaan ditandai dengan kebutuhan energi yang semakin besar pula, dengan demikian sistem pernafasan bergerak lebih cepat, kebutuhan oksigen meningkat, denyut jantung semakin cepat dan terjadi peningkatan panas pada seluruh tubuh (Singleton 1972 diacu dalam Hermana 1999).
Setiap orang harus bekerja, bekerja untuk mendapatkan penghasilan agar dapat mencukupi kebutuhan hidupnya. Kerja itu sendiri merupakan suatu kegiatan yang menghasilkan, baik itu berupa barang atau jasa atau juga imbalan berupa penghasilan. Studi ergonomi dalam kaitannya dengan kerja manusia dalam hal ini ditunjukan untuk mengevaluasi dan merancang kembali tata cara kerja yang harus diaplikasikan agar dapat memberikan peningkatan efektivitas dan efesiensi, juga kenyamanan ataupun keamanan bagi manusia sebagai pekerjanya.
Kerja fisik adalah kerja yang memerlukan energi fisik otot manusia sebagai sumber tenaganya (power). Kerja fisik disebut juga manualoperation dimana performa kerja sepenuhnya akan tergantung pada manusia yang berfungsi sebagai sumber tenaga (power) ataupun pengendali kerja. Kerja fisik juga dapat dikonotasikan dengan kerja berat atau kerja kasar karena kegiatan tersebut memerlukan usaha fisik manusia yang kuat selama periode kerja berlangsung. Dalam kerja fisik konsumsi energi merupakan faktor utama yang dijadikan tolak ukur penentu berat atau ringannya suatu pekerjaan. Kerja fisik akan mengeluarkan energi yang berhubungan erat dengan konsumsi energi.
20
data dapat disimpan dalam memori, interval pengukuran dapat diatur, pengamatan dapat dilakukan dari jarak jauh, serta akurasi yang diperoleh cukup baik.
Kebutuhan bahan bakar bagi tubuh untuk melakukan gerak disalurkan oleh darah melalui pembuluh-pembuluh darah ke seluruh bagian tubuh. Setiap peningkatan penggunaan tenaga mekanis akan meningkatkan kebutuhan akan bahan bakar, hal ini berarti meningkatkan kerja jantung untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Laju denyut jantung yang tinggi tetapi diikuti oleh konsumsi oksigen yang rendah biasanya akan menunjukan kelelahan pada otot, terutama untuk pekerjaan statis (Zander 1972 dan Sanders 1987 diacu dalam Herodian S et al 1999).
Menurut Bridger (2003), denyut jantung meningkat sesuai fungsi dari beban kerja dan konsumsi oksigen. Banyak peneliti ergonomika percaya bahwa meningkatnya tingkat denyut jantung menunjukkan beban kerja fisik maupun mental, karena adanya korelasi yang linier terhadap konsumsi energi fisik (physical energy cost). Oleh karena itu, sampel data kontinyu laju denyut jantung pada suatu aktivitas berguna sebagai indikator dari beban kerja psiko-fisiologis. Selain itu, terdapat dua faktor yang mempengaruhi kemampuan kerja fisik manusia, yaitu faktor personal dan lingkungan. Beberapa faktor personal adalah umur, berat badan, jenis kelamin, konsumsi rokok, gaya hidup, olahraga, status nutrisi, dan motivasi dalam melakukan kegiatan. Sedangkan beberapa faktor lingkungan yaitu polusi udara, kebisingan, faktor suhu udara, dan ketinggian tempat. Terdapat dua macam terminologi beban kerja, yaitu beban kerja kuantitatif dan beban kerja kualitatif (Lovita 2009).
Konsumsi energi kerja diawali pada saat pekerjaan fisik dimulai, semakin banyaknya kebutuhan untuk aktivitas otot bagi suatu jenis pekerjaan, maka semakin banyak pula energi yang dikonsumsi dan diekspresikan sebagai kalori kerja (Nurmianto 2004). Peningkatan konsumsi energi juga akan diikuti dengan peningkatan nilai IRHR (kejerihan). IRHR merupakan perbandingan relatif antara denyut jantung seseorang ketika melakukan suatu aktivitas dan ketika beristirahat. Tinggi rendahnya nilai IRHR mencerminkan besarnya beban kerja kualitatif (kejerihan) dari suatu aktivitas. Untuk menghindari subjektivitas nilai denyut jantung (HR) yang umumnya dipengaruhi faktor-faktor personal, psikologis dan lingkungan, maka perhitungan nilai HR harus dinormalisasi agar diperoleh nilai HR yang objektif (Syuaib 2003). Normalisasi nilai HR dapat dilakukan dengan membandingkan nilai HR relatif saat bekerja dan nilai HR saat istirahat. Perbandingan tersebut dinamakan Increase Ratio of Heart Rate (IRHR), dan dapat dihitung dengan Persamaan (6).
………(6)
Dimana : HR work = Denyut jantung pada saat melakukan kerja (denyut/menit)
HR rest = Denyut jantung pada saat beristirahat (denyut/menit)
IRHR = Tingkat kenaikan denyut jantung
Tabel 1. Kategori pekerjaan berdasarkan IRHR
Kategori Nilai IRHR
Ringan 1.00 < IRHR < 1.25 Sedang 1.25 < IRHR < 1.50 Berat 1.50 < IRHR < 1.75 Sangat berat 1.75 < IRHR < 2.00
Luar biasa berat
2.00 < IRHR
Sumber: Lovita (2009)
Pengukuran beban kerja fisik yang paling mudah untuk dilakukan pada kondisi lapang adalah dengan menggunakan parameter atau metode denyut jantung. Namun, pengukuran beban kerja dengan menggunakan metode ini memiliki kelemahan, yaitu denyut jantung berbeda-beda menurut waktu dan individunya, serta denyut jantung tidak saja dipengaruhi oleh kerja fisik akan tetapi juga beban mental sehingga diperlukan metode sistem kalibrasi data yang akurat (Kastaman dan Herodian 1998). Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengkalibrasi pengukuran dengan teknik denyut jantung adalah menggunakan metode step test atau metode langkah, selain itu dapat juga menggunakan sepeda ergometer. Metode step test pada dasarnya dilakukan dengan mengukur denyut jantung saat melakukan pekerjaan naik turun sebuah bangku dengan ketinggian tertentu 25-40 cm dengan siklus yang telah ditentukan.
Kondisi fisik manusia sering berubah-ubah menurut waktu dan individunya. Untuk mencegah perubahan kondisi fisik maka digunakan metode step test sebagai kalibrasi, sehingga didapatkan kondisi fisik dari pekerja yang akan bekerja. Metode step test ditujukan untuk mengukur karakteristik denyut jantung individual dari pekerja tersebut. Penggunaan metode ini berfungsi untuk mengetahui suatu pola hubungan antara denyut jantung manusia dalam setiap aktivitas kerjanya dengan daya yang dikeluarkannya melalui penyesuaian-penyesuaian dalam cara pengukuran maupun kalibrasi data hasil pengukurannya (Kastaman dan Herodian 1998). Faktor-faktor yang digunakan untuk menentukan karakteristik individu pada metode ini adalah umur, jenis kelamin, berat badan dan tinggi badan.
22
III.
METODE PENELITIAN
3.1.
WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian ini mulai dilaksanakan pada bulan Pebruari 2012. Uji kinerja mesin pelubang tanah untuk menanam sengon ini dilakukan di Lahan Percobaan Bengkel Teknik Mesin Budidaya Pertanian serta Bengkel Metaniun, Leuwikopo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kondisi lahan dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Lahan Pengujian Mesin
3.2.
ALAT DAN BAHAN
3.2.1. Alat-alat yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain : a) Alat Ukur Torsi
b) Motor listrik 1/8 hp
c) Gear box
d) Inverter e) Kabel
f) Peralatan bengkel g) Kamera
h) Penggaris i) Alat Tulis j) Pita ukur k) Patok kayu
l) Clamp Ampere Meter
m) Heart Rate Meter
n) Sound Level and Vibration Meter
o) Perlengkapan untuk mengukur kadar air tanah
3.2.2. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Aki kering 12 v/5 AH 2 buah
3.3.
PROSEDUR PENELITIAN
Diagram alir proses penelitian dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Flowchat prosedur penelitian
3.3.1.
Pengukuran Daya Awal Dengan Menggunakan Alat Manual
Sebelum menguji mesin pelubang tanah ini, diperlukan daya awal sebagai acuan, dan sebagai pembatas atau daya minimal yang dibutuhkan untuk membuat sebuah lubang tanpa mesin. Berikutnya kemampuan mesin pelubang tanah ini akan terbatas sesuai daya yang dibutuhkan hasil pengukuran dengan alat pelubang manual.
Dengan menggunakan alat ukur torsi yang diikat dengan sebuah alat pelubang biopori, kemudian alat tersebut digunakan untuk membuat lubang, seperti pada Gambar 9.
Mulai
Pengukuran daya awal dengan menggunakan alat manual
Mengambil sampel tanah untuk pengukuran kadar air
Pengukuran getaran dan kebisingan yang dihasilkan mesin
Pengukuran kuat arus dan denyut jantung
Perhitungan daya dan energi yang dibutuhkan mesin untuk membuat
lubang
Pengukuran waktu proses pelubangan dan dimensi lubang hasil pembuatan
Selesai
Studi pustaka dan evaluasi data Perhitungan IRHR dan Penentuan
24
Gambar 9. Pengukuran torsi menggunakan alat ukur torsi
Dengan menggunakan alat, dibuat 10 buah lubang untuk kemudian ditentukan nilai torsinya dengan menggunakan nilai rata-rata dari 10 lubang tersebut, dan didapatkan nilai 2 kg.f, dengan masing-masing lubang dikerjakan dalam waktu rata-rata 25 detik. Konsep pengukuran dan gaya yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 10.
1
2
Gambar 10. Konsep pengukuran dengan menggunakan alat ukur torsi
Nomor 1 merupakan tempat tangan memutar alat ukur torsi dan nomor 2 merupakan hasil dari pengukuran dalam satuan kgf, cara menggunakannya salah satu tangan digunakan untuk memutar salah satu pegangan alat pembuat lubang sedangkan tangan yang lain memutar dengan menggunakan gagang alat ukur torsi. Data yang terukur adalah data ketika alat mulai berputar.
Menurut Maruzar (2012), untuk menghitung daya berdasarkan torsi yang sudah diukur dapat menggunakan rumus 7.
………...(7)
P = Tenaga yang dibutuhkan untuk membuat lubang (kgf-m/s) = Torsi yang terukur (kg.f)
Dengan asumsi kecepatan putar diukur dengan cara membagi keliling lubang dengan waktu yang dibutuhkan perlubang, diameter lubang 15 cm dan kedalaman lubang 15 cm sehingga dapat dihitung :
P = 2 x (2ΠR + 2(P+L))/t
= 2 x (2 x 3.14 x 7.5 + 2(15 + 15))/25 = 8.568 kgf-m/s = 0.11424 HP = 85.19 W (1 HP = 75 kgf-m/s = 746 W)
Sesuai dengan perhitungan tersebut, sehingga didapat nilai daya yang dibutuhkan untuk membuat lubang. Nilai ini kemudian yang akan digunakan untuk menentukan jenis motor yang akan digunakan dalam pembuatan mesin pelubang tanah ini.
Sementara itu kebutuhan energi dapat dihitung dengan menggunakan rumus perhitungan 8.
………...(8)
E = Energi yang dibutuhkan untuk membuat lubang (J) P = Daya yang dibutuhkan untuk membuat lubang (W) T = Waktu yang dibutuhkan untuk membuat lubang (s)
Berdasarkan rumus 10, maka untuk membuat lubang dibutuhkan energi sebesar :
E = 85.19 × 25
= 2129.7193 w.s = 5.92 × 10-4 kwh = 2129.72 J
3.3.2.
Pengambilan Sampel Tanah Untuk Pengukuran Kadar Air
Untuk mengetahui karakteristik lahan yang akan digunakan dalam percobaan yaitu lahan percobaan bengkel leuwikopo,maka dilakukan pengukuran kadar air tanah dengan metode oven. Langkah pertama yaitu mengambil sampel tanah sebanyak satu kantong dan harus mencakup kedalaman sesuai dengan kedalaman yang akan dicapai mesin ketika pengujian untuk kemudian dibawa ke lab tanah departemen teknik sipil dan lingkungan. Proses yang dilakukan yaitu pencampuran tanah agar tanah sampel rata tercampur secara keseluruhan, setelah itu tanah ditempatkan kedalam beberapa cawan kemudian ditimbang sebelum di masukkan ke oven. Setelah dipanaskan dalam oven selama kurang lebih 24 jam, cawan-cawan berisi tanah td dikeluarkan untuk ditimbang lagi. Lalu dihitung dengan menggunakan persamaan 9.
………...(9)
X = kadar air tanah
Ma = Masa tanah sebelum dikeringkan (g) Mb = Masa tanah setelah dikeringkan (g) Mc = Masa cawan tanpa tanah (g)
26
pelubang tanah ini adalah 18.23 %. Pengukuran kadar air menggunakan oven yang dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Oven yang digunakan untuk pengukuran kadar air tanah
3.3.3. Pengukuran
Getaran dan Kebisingan Yang Dihasilkan Mesin
Sebelum pengujian proses pelubangan tanah secara langsung, sebelumnya dilakukan beberapa uji, untuk mengetahui tingkat ergonomis dari mesin ini. Uji yang dilakukan yaitu uji kebisingan dan uji getaran menggunakan sound level meter dan vibration meter. Dan hasilnya saat uji getaran, alat menghasilkan getaran sebesar 0.176-0.195 m/s2 dimana getaran ini dibawah getaran minimum sebesar 0.5 m/s2 dari maksimal getaran yang diizinkan untuk pengoperasian sebuah mesin. Kemudian untuk kebisingan yang dihasilkan pun, mesin ini hanya menghasilkan intensitas suara yang berkisar antara 75-78 db, dimana hal ini memungkinkan operator bekerja lebih dari 8 jam menggunakan mesin pelubang tanah ini (Sudirman,1992). Proses pengukuran getaran dan kebisingan dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Pengukuran getaran dan kebisingan mesin.
3.3.4.
Pengukuran Waktu Proses Pelubangan dan Dimensi Lubang Hasil
Pembuatan
3.3.5.
Pengukuran Kuat Arus dan Denyut Jantung
Pada saat pengujian, selain pengukuran lubang hasil pembuatan alat, juga akan diukur parameter-parameter lain. Parameter-paramater yang diukur :
1). Kuat arus listrik
Karena alat ini menggunakan motor listrik sebagai sumber energinya, maka alat ini akan membutuh kuat arus listrik ketika melakukan pekerjaan. Cara mengukur kuat arus listrik, yaitu dengan menggunakan clamp amperemeter seperti pada Gambar 13.
Gambar 13. Clamp ampere meter
2). Denyut jantung operator
Denyut jantung operator diukur untuk mengklasifikasi jenis pekerjaan dan mengelompokkan pekerjaan pelubangan tanah menggunakan mesin pelubang ini termasuk pekerjaan berat atau ringan bagi operator. Pengukuran denyut jantung menggunakan heart rate meter yang dapat dilihat pada Gambar 14.
28
3.3.6.
Perhitungan Daya dan Energi Yang Dibutuhkan Mesin Untuk
Membuat Lubang
Setelah mendapatkan data kuat arus listrik, selanjutnya adalah perhitungan untuk menentukan nilai daya dan energi yang dihasilkan mesin pembuat lubang.
Daya dihitung dengan menggunakan persamaan 10.
………..…(10)
P = Dayayang dibutuhkan untuk membuat lubang (W) I = Kuat arus listrik yang terukur (A)
V = Tegangan listrik (V)
Sementara itu perhitungan energi yang dibutuhkan akan dilakukan dengan menggunakan persamaan 8.
3.3.7.
Perhitungan IRHR dan Penentuan Kategori Beban Kerja
Perhitungan IRHR menggunakan data denyut jantung pada operator yang sudah diukur dengan menggunakan heart rate meter dengan persamaan 6. Setelah mendapat nilai IRHR, selanjutnya adalah penentuan kategori beban kerja dengan menggunakan tabel 1.
3.3.8.
Studi Pustaka dan Evaluasi Data
Setelah semua data diperoleh, data kemudian diolah, dianalisis, dan dievaluasi lalu dihubungkan dengan pustaka yang ada sambil dilengkapi untuk kemudian ditulis kedalam skripsi. Studi pustaka diperoleh dari segala macam referensi baik buku, jurnal, maupun artikel.
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
SPESIFIKASI MESIN PELUBANG TANAH
Sebelum menguji kinerja mesin pelubang tanah ini, perlu diketahui spesifikasi dan detail dari mesin. Mesin pelubang tanah untuk menanam sengon ini terdiri atas beberapa komponen yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Daftar komponen mesin beserta fungsinya
Komponen Fungsi
Motor Listrik DC Sumber tenaga penggerak non emisi karbon
Accumulator Sumber energi listrik
Inverter Pengubah tegangan
Saklar Pengatur ON-OFF
Kabel Penyalur listrik
Mata bor Pelubang
Poros Transmisi
Gear Reduksi rpm
Stang Kendali mesin
[image:31.595.154.469.212.416.2]Sementara itu, mesin pelubang tanah ini menggunakan motor listrik sebagai sumber tenaga geraknya yang digerakkan dengan menggunakan aki kering dan inverter sebagai sumber catu dayanya. Spesifikasi motor listrik yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Spesifikasi motor Listrik DC
Spesifikasi Motor Listrik
Tipe 32D5 BEPM-W3
Volts 130
Ampere 1
Hz DC
HP 1/8
Torque 6.5 Lb.in
Rpm 84
Ratio 29.7 : 1
30
Tabel 4. Spesifikasi mesin pelubang tanah
Spesifikasi Mesin Pelubang Tanah
Daya 0.125 HP
Putaran maksimal 84 rpm
Berat Total 8.5 kg
Tinggi Total 126 cm
Lebar Total 40 cm
Sumber Catu Daya Aki Kering
4.2.
PENGUJIAN KINERJA MESIN PELUBANG TANAH
Pengujian kinerja mesin dilakukan di lahan, dengan diawali dengan proses pengajiran,yaitu proses menandai bagian lahan yang akan dilubangi dengan mesin. Jarak antar lubang dibuat 2.5 x 2.5 meter, selama proses pengajiran juga dilakukan pembersihan lahan terutama yang akan dilubangi dari gulma dan rumput yang menganggu. Pada pengujian kinerja ini menggunakan aki kering 12 v/ 5 Ah yang ditingkatkan dengan menggunakan inverter 24 V/ 500 W sebagai sumber catu daya. Seperti pada Gambar 15.
Gambar 15. Sumber Catu Daya
Gambar 16. Skema pengujian mesin pelubang tanah di lahan
Pengukuran kuat arus listrik dengan menggunakan clampmeter dilakukan pada inverter, karena hanya di inverter terdapat arus listrik AC, yaitu sebelum arus DC menjadi DC sesaat di inverskan menjadi arus AC untuk meningkatkan daya listrik dari sumber catu daya. Pada saat mesin berputar namun tidak melakukan proses pelubangan kuat arus relatif stabil pada nilai 0.5 A, pada saat melakukan proses pelubangan dan mesin melakukan torsi kuat arus meningkat menjadi 1.2 A, dan kuat arus terus turun ketika mesin melakukan proses pelubangan selanjutnya sehingga menyebabkan kecepatan pelubangan pun menurun.
Gambar 17. Grafik kuat arus listrik terukur
Berdasarkan grafik pada Gambar 17 terlihat kuat arus listrik yang diukur relatif mengalami penurunan sesuai dengan banyaknya jumlah lubang hingga kuat arus benar-benar habis pada lubang ke 143. Setelah lubang ke 142, mesin masih bisa berputar namun putarannya sangat lemah, hanya mencapai 22 rpm dan kuat arus hampir 0, sehingga tidak memiliki torsi sama sekali.
Setelah mengetahui nilai kuat arus listrik yang dibutuhkan mesin untuk membuat setiap lubang, maka dapat dihitung daya aktual yang dibutuhkan mesin ketika melakukan proses pelubangan. Penghitungan daya dilakukan dengan mengalikan kuat arus yang terukur dengan tegangan listrik tetap yaitu sekitar 105 v.Berdasarkan pengukuran awal, Menyalakan Mesin Membuat Lubang
Pengukuran Kuat Arus
Mematikan Mesin dan Mengukur Dimensi Lubang
32
[image:34.595.161.517.149.361.2]daya yang dibutuhkan untuk membuat sebuah lubang dengan diameter 15 cm dan kedalaman 15 cm dalam waktu rata-rata 25 detik adalah 0.11424 HP atau setara dengan 85.19 W, sedangkan daya yang dibutuhkan mesin ini untuk membuat lubang dapat dilihat dalam Gambar 18.
Gambar 18. Grafik daya yang dihitung ketika proses pelubangan
Daya yang terhitung sebanding dengan nilai kuat arus listrik, sehingga grafiknya pun serupa. Berdasarkan hasil perhitungan daya terbesar yang digunakan mesin untuk proses pelubangan adalah 115.5 watt dan daya terkecil adalah 10.5 watt. Dan bila dibandingkan dengan nilai daya yang terukur pada awal perancangan, daya terkecil yang terhitung pada mesin ini masi lebih besar, sehingga pemilihan motor listrik 0.125 hp merupakan hasil pemilihan yang tepat. Namun, pada pengukuran awal, daya yang dibutuhkan untuk membuat lubang sebesar 85.19 watt maka penggunaan mesin ini dibatasi hingga mencapai daya minimal tersebut, sehingga grafik daya dan jumlah lubang akan menjadi seperti Gambar 19.
[image:34.595.157.513.524.735.2]Pada grafik yang terdapat di Gambar 19, dapat ditarik kesimpulan bahwa mesin ini dengan menggunakan sumber catu daya aki kering 12 v dan 5 Ah sebanyak 2 buah untuk membuat 68 buah lubang. Kemudian pada pengukuran waktu proses pelubangan menghasilkan grafik yang sebaliknya. Grafik relatif menanjak, hal ini disebabkan waktu untuk melakukan proses pelubangan melambat seiring melemahnya sumber catu daya. Keadaan tanah pada lahan percobaan juga menjadi salah satu penghambat ketika melakukan proses pengukuran waktu. Kondisi tanah yang terlalu kering dan gembur mengakibatkan operator sulit berpijak dan tidak stabil ketika menggunakan mesin.
Gambar 20. Grafik waktu yang dibutuhkan dalam proses pelubangan
Dari grafik pada Gambar 20 terlihat sangat jelas bahwa waktu yang dibutuhkan mesin untuk melakukan proses pelubangan mengalami kenaikan yang cukup tinggi. Semakin lama mesin digunakan maka sumber catu daya pun akan semakin habis dayanya sehingga torsi yang dihasilkan mesin pun akan menurun, mengakibatkan putaran yang dihasilkan mesin semakin lambat dan menambah lama waktu proses. sehingga total dari seluruh proses pembuatan lubang sebanyak 142 lubang dengan menggunakan sumber catu daya accumulator kering 12 volt dan 5 AH sebanyak 2 buah adalah 2675 detik ditambah dengan waktu pindah diusahakan 5 detik per lubang, yaitu 856 detik maka seluruh proses pembuatan lubang membutuhkan waktu sebanyak 3531 detik atau 24.86 detik tiap lubangnya.
34
Gambar 21. Grafik waktu yang dibutuhkan proses pembuatan lubang setelah pembatasan penggunaan mesin
Setelah pembatasan penggunaan mesin, maka waktu yang dibutuhkan untuk membuat 68 lubang adalah 941 detik dengan waktu pindah 327 detik. Artinya, dengan menggunakan sumber catu daya aki kering 12 v, 5 Ah sebanyak 2 buah mesin ini dapat dioperasikan selama 1268 detik atau 21.13 menit. Sehingga bisi dihitung kapasitas lubangnya, yaitu sebesar 68 lubang untuk 21.13 menit atau 3.2 lubang/menit.
Sementara itu dengan menggunakan rumus perhitungan 10, maka dapat dihitung energi yang dibutuhkan dengan menggunakan mesin pembuat lubang ini dapat dilihat pada Gambar 22.
Gambar 22. Grafik Energi pada proses pembuatan lubang dengan mesin
[image:36.595.158.513.465.671.2]lubang relatif lama, sedangkan saat proses pembuatan energi hanya membutuhkan waktu yang sebentar maka energi yang dibutuhkan lebih kecil. Hal ini dapat dikaitkan dengan kondisi tanah yang mempegaruhi proses pembuatan lubang. Energi yang dibutuhkan ketika menggunakan mesin ini lebih sedikit daripada tanpa menggunakan mesin, seperti yang terukur pada perancangan awal.
4.3.
PENGUKURAN BEBAN KERJA
Pengambilan data denyut jantung dilakukan bersamaan dengan uji performansi mesin pembuat lubang. Namun sebelum pengambilan data denyut jantung saat melakukan pekerjaan, sebelumnya dilakukan terlebih dahulu kalibrasi denyut jantung pada operator dengan menggunakan metode step test, Pengukuran data denyut jantung dilakukan dengan menggunakan alat Heart Rate Monitor (HRM). Transmiter atau sensor dari alat tersebut dipasangkan di dada dan menyentuh kulit subjek agar detak jantung dapat terdeteksi dan terukur dengan baik. Kemudian secara otomatis detak jantung yang terukur akan diterima sekaligus disimpan oleh Data Receiver and Memory (perekam) yang berupa jam tangan yang dipakaikan di pergelangan tangan tiap subjek yang akan diukur. Dalam pengukuran ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, misalnya pemasangan sensor di dada harus benar-benar menempel pada kulit dan tidak longgar. Selain itu, perekam yang digunakan pada pergelangan tangan harus diletakkan agak ke atas agar dapat menerima detak jantung yang terukur dan menyimpannya. Pemasangan HRM yang sudah tepat ditandakan dengan diterimanya denyut jantung oleh perekam. Pada perekam akan terlihat lambang heart yang berkedip-kedip.
Metode step test mempunyai komponen pengukuran yang mudah, sehingga dengan menggunakan metode ini ketidakstabilan denyut jantung seseorang dapat dengan mudah dianalisa. Dalam metode ini, faktor-faktor karakteristik subjek meliputi berat badan, tinggi badan, jenis kelamin, dan usia harus diperhatikan sebagai faktor yang sangat penting.
36
Gambar 23. Grafik heart rate saat step test
Pada Gambar 23 dapat dilihat denyut jantung operqator saat melakukan step test, dimana denyut jantung terlihat stabil saat beristirahat dan cenderung mengalami peningkatan saat melakukan step test, proses pengukuran denyut jantung berjalan lancar dan tanpa hambatan. Perubahan denyut jantung bisa diakibatkan oleh beberapa factor, diantaranya adalah tekanan emosi, kelelahan, dan heat stress yang mempengaruhi denyut jantung tapi tidak mempengaruhi konsumsi oksigen. Nilai denyut jantung yang digunakan untuk menghitung nilai IRHR adalah nilai dari hasil rata-rata data denyut jantung minimal 30 detik dengan data yang dianggap stabil. Data yang digunakan ketika istirahat merupakan data yang terendah dan stabil, biasanya terdapat pada R1. Pada saat R1 subjek belum melakukan pekerjaan apapun, sehingga biasanya nilai denyut jantung (HR) akan lebih rendah jika dibandingkan istirahat selanjutnya. Namun, tidak menutup kemungkinan pula nilai HR pada R2, R3, dan R4 yang lebih rendah. Hal ini mungkin terjadi, karena pada saat R1 subjek masih dalam keadaan tidak stabil dan dapat pula dipengaruhi oleh beban psikologis seperti rasa tegang dan lain sebagainya. Sedangkan untuk data yang digunakan ketika step test merupakan data yang nilai denyut jantungnya tertinggi dan stabil. Secara umum, data yang diambil tidak boleh data pada menit-menit awal, karena pada menit-menit awal terjadi proses anaerob pada subjek. Berikut ini adalah contoh perhitungan data HR rata-rata untuk rest dan step test 1 (15 langkah/menit):
HR rest (3’75’’ – 4’25’’) 73.00
HR ST1 (7’00’’ – 7’50’’) 97.00
IRHR ST1 1.328
Gambar 24. Grafik heart rate saat pekerjaan dilakukan
Berdasarkan grafik pada Gambar 24, sebelum melakukan pekerjaan dilakukan step test dahulu sebagai kalibrasi denyut jantung atau sebagai control, karena pengukuran denyut jantung saat bekerja dilakukan di hari yang berbeda dengan hari dilakukan pengukuran metode step test, apabila hasil dari step test yang dilakukan sebelum kerja menghasilkan data yang tidak jauh berbeda dengan saat metode step test maka pengukuran dapat dilanjutkan karena kondisi jantung kurang lebih sama dengan hari sebelumnya.
Berdasarkan gambar 31 tersebut dapat dilihat kondisi jantung saat rest dan step test tidak jauh berbeda dengan pengukuran metode step test hari sebelumnya, namun pada pengukuran denyut jantung saat melakukan pekerjaan, terjadi sedikit kesulitan, karena saat melakukan pekerjaan, operator tidak diam dan melakukan satu jenis pekerjaan, tapi terdapat beberapa hal yang mempengaruhi denyut jantung operator, diantaranya berat mesin ketika pekerjaan dilakukan, pekerjaannya sendiri terdiri dari beberapa hal yang sangat mempengaruhi denyut jantung, yaitu mengangkat mesin untuk memindahkan dari lubang satu ke lubang lain, melangkah dari satu lubang ke lubang lain dengan memikul sumber catu daya sembari mengangkat mesin dan menahan mesin saat proses pembuatan lubang dilakukan. sehingga data yang dihasilkan sebenarnya kurang akurat ka
