TUGAS AKHIR INSTRUMENTASI FISIKA
LAPORAN OBSERVASI DI LABORATORIUM FMIPA-UNP, BMKG
STASIUN KLIMATOLOGI SICINCIN, GAW KOTOTABANG, LAPAN
KOTOTABANG, DAN PT. SEMEN PADANG
Disusun dalam Rangka Melengkapi Tugas-tugas
Mata Kuliah Instrumentasi Fisika
Oleh : FUJI PRASETYO NIM. 1101449/2011
Dosen Pembimbing : 1. Harman Amir, M.Si. 2. Dr. Yulkifli, S.Pd, M.Si.
PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG
Laporan Observasi Fuji Prasetyo i KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya lah maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan kunjungan atau observasi laboratorium di lapangan guna memenuhi tugas mata kuliah Instrumentasi Fisika. Shalawat dan salam semoga selalu dilimpahkan Allah SWT kepada Nabi Muhammad SAW.
Dalam penulisan laporan ini penulis mengucapkan rasa syukur yang tak terhingga kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan dalam menyelesaikan laporan ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Harman Amir, M.Si. dan Bapak Dr. Yulkifli, S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing mata kuliah Instrumentasi Fisika, karena atas bimbingan dan dorongan dari beliaulah laporan yang dianjurkan dalam rangka melengkapi tugas-tugas Instrumentasi Fisika ini dapat diselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada kedua orang tua penulis yang telah memotivasi serta mendo‟akan anak-anak beliau juga kepada semua pihak yang telah ikut serta dalam penyusunan laporan ini yang tidak dapat penulis cantumkan satu per satu.
Penulis berharap semoga Allah memberikan imbalan yang setimpal kepada mereka yang telah memberikan sumbangan moril dan materil dan semoga menjadikan semua bantuan ini sebagai ibadah, Amiin Yaa Rabbal ‘Alamiin.
Laporan ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang instrumentasi-instrumentasi fisika yang penulis sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber informasi, referensi, dan berita.
Akhir kata, penulis mengakui bahwa laporan ini masih belum sempurna mengingat keterbatasan ilmu dan pengetahuan yang penulis miliki. Untuk itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca, agar laporan ini lebih baik dari yang sekarang ini. Semoga Allah SWT meridhai segala usaha kita. Amiin Yaa Rabbal ‘Alamiin.
Padang, Desember 2014
Laporan Observasi Fuji Prasetyo ii
LANDASAN TEORI DAN PEMBAHASAN ... 3
A. Profil Singkat Tempat Observasi dan Instrumen Fisika yang Terdapat di Tempat Observasi ... 3
1. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) ... 3
1.Anemometer Manual ... 4
2.Anemometer Otomatis ... 6
3.Arcinograph Bimetal... 7
4.Automatik Rain Water Sampel (ARWS)... 8
5.Campble Stoke ... 8
6.Evaporimeter Panci Terbuka ...10
7.Gun Bellani Integrator Radiation ...11
8.Penakar Hujan Biasa...11
9.Penakar Hujan Jenis Hellman ...13
10.Thermohigrof Graph ...14
11.Thermometer Tanah ...15
12.Thermometer Apung...17
13.Sangkar Meteorologi ...18
2. Global Atmosphere Watch (GAW Kototabang) ...23
1.AirKit Flask Sampler ...25
2.Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level ...25
3.BAM 1020 ...26
4.Imager Airglow ...26
5.M9003 Integrating Nephelometer ...27
6.Mobile Automatic Weather Station (MAWS) ...27
Laporan Observasi Fuji Prasetyo iii
8.Partisol Sampler ...28
9.CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301. ...29
10.NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced. ...29
11.pH meter dan Conductivity meter merek InoLab ...30
12.Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley...30
13.Ozone Analyzer type TEI 49C ...31
14.TEI Type 48C dan HORIBA APMA360. ...31
3. Loka Pengamatan Atmosfer Kototabang (LAPAN KOTOTABANG) ...32
1.Equatorial Atmosdphere Radar (EAR) ...32
2.Global Position System (GPS) ...33
3.Micro-rain Radar ...34
4.Rain Gauge ...34
5.Disdrometer ...35
6.Radiometer ...35
7.Radio Acustik Sound System (RASS) ...36
8.Lidar ...36
9.Meteor Wind Radar ...37
4. PT. SEMEN PADANG ...37
1.Compressive Strengh ...38
2.Bomb Calorimeter ...43
Proses Pembuatan Semen ...49
1.Bahan Pembuatan Semen ...49
2.Tahap-tahap Pembuatan Semen...49
3.Proses Pengujian Semen ...50
5. Laboratorium FMIPA-UNP ...56
Instrumen-instrumen yang Ada di Laboratorium FMIPA-UNP ...59
1. X-Ray Diffraction (XRD) ...59
2. Susceptibility Meter ...61
3. Ares Multi Elektroda ...69
4. Scanning Electron Microscope ...72
PENUTUP ...79
A. Kesimpulan ...79
B. Saran ...81
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Instrumentasi fisika merupakan salah satu mata kuliah untuk jurusan fisika. Berdasarkan Buku Pedoman Akademik Universitas Negeri Padang 2011/2012 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, mata kuliah instrumentasi fisika termasuk kedalam kelompok Mata Kuliah Keahlian Berkarya (MKB) dengan bobot 3 SKS. Mata kuliah intrumentasi fisika merupakan mata kuliah wajib dan termasuk komponen pendukung. Mata kuliah instrumentasi fisika ini membahas tentang proses fisis dari peralatan penelitian fisika meliputi: Spektroskopi atom dan molekul, Radiasi laser, Kisi, sumber-sumber gelombang elektromagnetik, observasi dan membahas berbagai instrumentasi spektrokopi dan instrumentasi geofisika.
Mata kuliah intrumentasi fisika mengharuskan mahasiswanya dapat memahami dasar-dasar proses fisis yang terjadi pada instrumen penelitian fisika. Oleh karena itu, untuk memahami proses-proses fisis tersebut, mahasiswa melakukan observasi untuk melihat secara langsung proses-proses fisis yang terjadi dalam penelitian fisika. Di laboratorium Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang terdapat beberapa instrumen penelitian fisika seperti: X-Ray Difractometer (XRD), Scennning Electron Microscope (SEM), dan Seismik. Untuk instrumen-instrumen yang lain tidak ada di laboratorium FMIPA-UNP. Sehingga, mahasiswa melakukan observasi di tempat-tempat yang memiliki instrumen-intrumen penelitian fisika.
Adapun tempat-tempat observasi yang dikunjungi yaitu: 1. Laboratorium Fisika FMIPA-UNP
2. Laboratorium Biologi FMIPA-UNP
3. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Klimatologi Sicincin (BMKG Sicincin)
4. GAW (Global Atmosphere Watch) KOTOTABANG
5. Lokasi Pengamatan Atmosfer Kototabang (LAPAN KOTOTABANG) 6. Laboratorium Fisika dan Kimia PT. Semen Padang.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 2 bagi pembaca khususnya bahan bacaan bidang instrumen fisika yang telah dikembangkan sampai laporan ini dibuat.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka rumusan masalahnya adalah sebagai berikut :
1. Apa sajakah nama instrumen fisika yang ada di tempat observasi yang ada di tempat observasi/pengamatan?
2. Apa sajakah kegunaan dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan?
3. Bagaimanakah prinsip kerja dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan?
4. Bagaimanakah bentuk fisis dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan?
5. Bagaimanakah bentuk sample yang digunakan untuk masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan?
C. Batasan Masalah
Instrumen-instrumen fisika yang dibahas dalam laporan observasi ini merupakan instrumen-instrumen yang ada pada tempat observasi dan waktu melakukan observasi.
D. Tujuan Pengamatan
Pengamatan atau observasi lapangan ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui atau mengenal nama dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan.
2. Mengetahui kegunaan dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan.
3. Mengetahui prinsip kerja dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan.
4. Mengetahui bentuk fisis dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 3 BAB II
LANDASAN TEORI DAN PEMBAHASAN
A. Profil Singkat Tempat Observasi dan Instrumen Fisika yang Terdapat di Tempat Observasi
1. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG)
Meteorologi adalah ilmu yang mempelajari tentang atmosfer, dimana membahas tentang pembentukan dan gejala perubahan cuaca serta fisika yang berlangsung di atmosfer. Proses fisika ini berlangsung secara terus-menerus, sangat rumit, dan dinamis akibatnya cuaca senantiasa berubah menurut ruang dan waktu.
Pengamatan cuaca dilakukan setiap hari dan terus menerus dalam jangka waktu yang panjang dalam bentuk sejumlah data. Data tersebut selanjutnya diolah secara statistik dan akan didapatlah suatu pola, sehingga dapat memperkirakan keadaan cuaca pada masa yang akan datang. Selain itu juga di peroleh nilai suhu rata-rata, maksimum, minimum, kelembaban rata–rata dan lain sebagainya. Klimatologi dan meteorologi merupakan hal yang tidak dapat dipisahkan, dimana iklim merupakan rata-rata dari cuaca dam memberikan penjelasan tentang peredaran cuaca dan unsur-unsur atmosfer dalam jangka panjang, sedangkan meteorologi sendiri membahas proses-proses fisika yang terjadi di atmosfer dalam waktu yang lebih singkat.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 4 Gambar 1. Logo BMKG
Gambar 2. Stasiun Klimatologi Sicincin
Meteorologi, klimatologi, dan gempa tersebut dipantau oleh sebuah instansi yang bernama BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika). Salah satu BMKG yang ada di Indonesia, tepatnya di Sumatra Barat adalah BMKG Sicincin dan BMKG Padang Panjang. Dimana BMKG sicincin lebih kepada pemantauan cuaca dan iklim, sedangkan BMKG Padang Panjang lebih kepada pengamatan gempa.
Instrumen-instrumen yang Ada di BMKG
1. Anemometer Manual
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 5 Anemometer dapat dibagi menjadi dua kelas: yang mengukur angin dari kecepatan, dan orang-orang yang mengukur dari tekanan angin, tetapi karena ada hubungan erat antara tekanan dan kecepatan, yang dirancang untuk satu alat pengukur jurusan angin akan memberikan informasi tentang keduanya.
Gambar 3. Anemometer manual
Prinsip Kerja Anemometer
Angin adalah gerakan atau perpindahan masa udara pada arah horizontal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara dari satu tempat dengan tempat lainnya. Masa udara ini mempunyai sifat yang dibedakan antara lain oleh kelembaban (RH) dan suhunya, sehingga dikenal adanya angin basah, angin kering dan sebagainya. Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh tiga hal utama, yaitu (1) daerah asalnya dan (2) daerah yang dilewatinya dan (3) lama atau jarak pergerakannya. Dua komponen angin yang diukur ialah kecepatan dan arahnya.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 6 Kerja Anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan sehubungan dengan adanya perbedaan kecepatan angin dari berbagai ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan anemometer ini biasanya disesuaikan dengan tujuan atau kegunaannya. Untuk bidang agroklimatologi dipasang dengan ketinggian sensor (mangkok) 2 meter di atas permukaan tanah.
Arah angin adalah arah dari mana tiupan angin berasal. Bila angin itu datang dari Selatan, maka arah anginnya adalah Utara, datangnya dari laut, dinyatakan angin laut. Arah angin untuk angin di daerah permukaan biasanya dinyatakan dalam 16 arah kompas yang dikenal dengan istilah Wind Rose, sedangkan untuk angin di daerah atas dinyatakan dengan derajat dimulai dari arah Utara bergerak searah jarum jam sampai di arah yang bersangkutan. Bila tidak ada tiupan angin maka arah angin dinyatakan dengan kode 00 dan bila angin berasal dari titik utara dinyatakan dengan 3600. Arah angin tiap saat dapat dilihat dari posisi panah angin (Wind Vane), atau dari posisi kantong angin (Wind Sack). Pengamatan dengan kantong umumnya dilakukan dilapangan terbang.
2. Anemometer Otomatis
Alat ini memiliki fungsi dan cara kerja yang sama dengan Anemometer manual. Bedanya hanya terletak dari cara pembacaan datanya. Dimana pada alat ini data akan dihubungkan ke kabel transmisi data, sehingga data dapat diperoleh secara otomatis di komputer.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 7
3. Arcinograph Bimetal
Pada prinsipnya alat ini terdiri bola kaca berdiameter tertentu yang memfokuskan sinar datang sesuai sudut datang matahari dan pencatat intenitas radiasi matahari sesuai waktu atau sudut datang/ posisi matahari berupa film celelloid. Film tersebut yang akan terbakar dengan intensitas tertentu berupa bekas goresan hingga terbakarnya bahan tersebut. Alat ini dinamakan Arcinograph. Pada perkembangannya digunakan tinta dan kertas grafik pencatat dengan dasar pemuaian sensor yang langsung menggeser posisi pena tinta sesuai besar kecilnya pemuaian sensor oleh radiasi matahari yang datang. Macam alat tersebut: Solari meter tipe Yordan, Tipe Combell-Stakes
Gambar 5. Arcinograph Bimetal
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 8
4. Automatik Rain Water Sampel (ARWS)
Gambar 6. Automatik Rain Water Sampel (ARWS)
Automatik Rain Water Sampel (ARWS) adalah alat yang digunakan untuk mengetahui sampel air, pada alat ini terdapat autometic range yang berfungsi untuk mengetahui jumlah intensitas air hujan dan gun belami yang berfungsi untuk mengetahui intensitas matahari.
5. Campble Stoke
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 9 Gambar 7. Campble Stokes
Prinsip alat adalah pembakaran pias. Panjang pias yang terbakar dinyatakan dalam jam. Alat ini mengukur lama penyinaran surya. Hanya pada keadaan matahari terang saja pias terbakar, sehingga yang terukur adalah lama penyinaran surya terang.Pias ditaruh pada titik api bola lensa. Pembakaran pias terlihat seperti garis lurus di bawah bola lensa. Kertas pias adalah kertas khusus yang tak mudah terbakar kecuali pada titik api lensa.
Gambar 8. Hasil Pengamatan Campble Stoke
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 10 konsentrik dengan bola gelas dan sinar yang difokuskan tepat mengenai pias. Jika matahari bersinar sepanjang hari dan mengenai alat ini, maka akan diperoleh jejak pias terbakar yang tak terputus. Tetapi jika matahari bersinar terputus-putus, maka jejak dipiaspun akan terputus-putus. Dengan menjumlahkan waktu dari bagian-bagian terbakar yang terputus-putus akan diperoleh lamanya penyinaran matahari.
Alat dipasang di tempat terbuka, tak ada halangan ke arah Timur matahari terbit dan ke barat matahari terbenam. Kemiringan sumbu bola lensa disesuaikan dengan letak lintang setempat. Posisi alat tak berubah sepanjang waktu hanya pemakaian pias dapat diganti-ganti setiap hari. Ada 3 tipe pias yang digunakan pada alat yang sama:
1) Pias waktu matahari di ekuator 2) Pias waktu matahari di utara 3) Pias waktu matahari di selatan
6. Evaporimeter Panci Terbuka
Evaporimeter Panci Terbuka adalah alat yang berfungsi untuk mengetahui seberapa besar banyaknya penguapan air dalam satu hari, didalam evaporimeter panci terbuka diisi air sehingga dapat mengapungkan termometer yang telah ada di dalam panci tersebut, pembacaan suhu pada termometer yang mengapung dalam panci dilakukan setiap hari pada jam 07.30 WIB, 13.30 WIB dan 17.30 WIB. Fungsi termometer apung yang berada di dalam evaporimeter panci terbuka adalah untuk mengukur suhu maksimum dan suhu minimum air permukaan.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 11
7. Gun Bellani Integrator Radiation
Pencatat Intensitas Cahaya Matahari Satuan : Calori/Cm2 (Langley).
Intensitas Cahaya Matahari = Selisih pembacaan skala dikalikan konstanta dibagi 21
Cara kerja alat :
Sewaktu memasang alat dipagi hari, alat dibalik dan dikembalikan sehingga permukaan air dalam tabung mendekati nol. Air dlm alat volumenya konstan dan bila kena cahaya matahari akan menguap dan berkondensasi sehingga air turun kebawah
.
Gambar 10. Gun Bellani Integrator Radiation
8. Penakar Hujan Biasa
Penakar hujan ini termasuk jenis penakar hujan non-recording atau tidak dapat mencatat sendiri. Bentuknya sederhana, terdiri dari :
1. Sebuah corong yang dapat dilepas dari bagian badan alat. 2. Bak tempat penampungan air hujan.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 12 Gambar 11. Penakar Curah Hujan Biasa
Alat pengukur hujan, mengukur tinggi hujan seolah-olah air yang jatuh ke tanah menumpuk ke atas merupakan kolom air. Bila air yang tertampung volumenya dibagi dengan luas corong penampung maka hasilnya dalah tinggi. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm).
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 13
9. Penakar Hujan Jenis Hellman
Gambar 12. Penakar Hujan Jenis Hellman
Alat ini merupakan penakar hujan otomatis dengan tipe siphon. Bila air hujan terukur setinggi 10 mm, siphon bekerja mengeluarkan air dari tabung penampungan dengan cepat, kemudian siap mengukur lagi dan kemudian seterusnya. Di dalam penampung terdapat pelampung yang dihubungkan dengan jarum pena penunjuk yang secara mekanis membuat garis pada kertas pias posisi dari tinggi air hujan yang tertampung. Bentuk pias ada dua macam, harian dan mingguan. Pada umumnya lebih baik menggunakan yang harian agar garis yang dibuat pena tidak terlalu rapat ketika terjadi hujan lebat. Banyak data dapat dianalisadari pias, tinggi hujan harian, waktu datangnya hujan, derasnya hujan atau lebatnya hujan per satuan waktu.
Cara kerja alat ini :
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 14 pada pias. Setelah air mencapai atau melewati puncak lengkungan selang gelas, air dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dalam tabung dan tangki pelampung dan pena turun dan pencatatannya pada pias merupakan garis lurus vertikal. Dengan demikian jumlah curah hujan dapat dhitung/ ditentukan dengan menghitung jumlah garis-garis vertikal yang terdapat pada pias.
Gambar 13. Diagram Cara Kerja penakar Hujan Jenis Hellman
10.Thermohigrof Graph
Fungsi : untuk mengukur suhu dan kelembapan udara Cara kerja :
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 15 Gambar 14. Thermohygrograph
11.Thermometer Tanah
Thermometer tanah berfungsi untuk mengukur suhu tanah pada kedalaman tertentu ( 5, 10, 20, 50, dan 100 cm). Untuk keperluan ini telah dibuat termometer sesuai dengan kedalamannya. Pengukuran suhu tanah dilakukan pada tanah yang tertutup oleh rumput maupun tanah yang terbuka. Pengukuran biasanya dilakukan dalam areal stasiun pengamatan. Areal tidak boleh ternaungi dan tergenang air, hal ini harus dihindari. Termometer dilindungi dengan pagar kawat dan dijaga agar tanah disekitarnya tidak terganggu.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 16
Gambar 16. Thermometer tanah berumput
Prinsip kerja termometer tanah hampir sama dengan termometer biasa, hanya bentuk dan panjangnya berbeda. Pengukuran suhu tanah lebih teliti daripada suhu udara. Perubahannya lambat sesuai dengan sifat kerapatan tanah yang lebih besar daripada udara.
Sampai kedalaman 20 cm digunakan termometer air raksa dalam tabung gelas dengan bola ditempatkan pada kedalaman yang diinginkan. Ciri-ciri dari termometer tanah adalah pada bagian skala dilengkungkan.halini dibuat adalah untuk memudahkan dalam pembacaan termometer dan menghindari kesalahan paralaks.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 17 Termometer tanah untuk kedalaman 50 cm dan 100 cm bentuknya berbeda dengan kedalaman lain. Termometer berada dalam tabung gelas yang berisi parafin, kemudian tabung diikat dengan rantai lalu diturunkan dalam selongsong tabung logam ke dalam tanah sampai kedalaman 50 cm atau 100 cm.
Cara membaca termometer pada kedalaman 50 cm dan 100 cm : 1. Buka tutup tabung besi
2. Tarik tabung gelas yang terikat pada rantai dengan hati-hati 3. Pegang ujung gelas yang terikat dengan rantai
4. Baca termometer sampai persepuluhan derajat dengan cepat dan cermat 5. Waktu membaca usahakan membelakangi matahari, untuk menghindari
pengaruh sinar matahari terhadap ketelitian pembacaan. 6. Kembalikan termometer ke tempat semula dengan hati-hati.
Suhu tanah berpengaruh terhadap proses-proses metabolisme dalam tanah, seperti mineralisasi, respirasi mikroorganisme dan akar serta penyerapan air dan hara oleh tanaman. Laju fluks panas ke dalam tanah ditentukan gradien suhu dan konduktivitas tanah yang nilai dipengaruhi oleh lengas dan bahan organik.
Suhu tanah maksimum pada permukaan tanah akan tercapai pada saat intensitas radiasi matahari mencapai maksimum, tetapi untuk lapisan yang lebih dalam, suhu maksimum tercapai beberapa waktu kemudian. Makin lama pemanasan permukaan tanah maka makin dalam pula suhu permukaan akan terasa ke lapisan yang lebih dalam.
Suhu tanah umumnya rata-rata lebih besar daripada suhu daripada suhu di atmosfer sekelilingnya. Hal ini disebabkan oleh penyimpanan panas di tanah lebih lama daripada di udara. Suhu tanah yang tertutup tanaman lebih kecil daripada suhu tanah gundul, karena tanaman memerlukan energi untuk keperluan transpirasi.
12.Thermometer Apung
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 18 pelampung dibagian depan dan melakang yang terbuat dari bahan yang tahan air/ karat (biasanya almunium). Setelah dilakukan pembacaan, posisi indek pada thermometer minimum harus dikembalikan ke suhu actual dengan memiringkannya. Sedangkan untuk thermometer maksimum, tinggi air raksa juga dikembalikan pada suhu actual dengan menggunakan magnet.
Gambar 18. Thermometer apung
13.Sangkar Meteorologi
Sangkar meteorologi umumnya dipasang di dalam taman alat-alat meteorologi, bentuknya terlihat seperti pada gambar.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 19 Didalam sangkar Meteorologi dipasang alat-alat seperti Thermometer bola kering, Thermometer bola basah, Thermometer maximum, Thermometer minimum, dan Evaporimeter jenis piche. pada stasiun meteorologi pertanian dan klimatologi dipasang Evaporometer jenis Keshner tersendiri.
Pemasangan alat-alat meteorologi didalam sangkar dimaksudkan agar hasil pengamatan dari tempat-tempat dan waktu yang berbeda dapat dibandingkan satu sama lain. Selain itu, alat-alat yang terdapat didalamnya terlindung dari radiasi matahari langsung, hujan dan debu.
Sangkar cuaca digunakan dengan maksud agar pengukuran suhu tidak terkena langsung sinar matahari tetapi sirkulasi udara masih lancar, sehingga sangkar cuaca dibuat sedemikian rupa sehingga memenuhi persyaratan pengukuran
a. Bentuk Sangkar
Terbuat dari kayu yang baik (jati/ulin) sehingga tahan terhadap perubahan cuaca. Sangkar dicat putih agar tidak banyak menyerap radiasi panas matahari. Sangkar dipasang dengan lantainya berada pada ketinggian 120 cm di atas tanah berumput pendek, sedangkan letaknya paling dekat dua kali (sebaiknya empat kali) tinggi benda yang berada di sekitarnya. Sangkar. Sangkar dipasang kuat berpondasi beton sehingga tidak dapat bergerak atau bergoyang jika angin kencang, selain itu agar sangkar tidak mudah dimakan rayap. Sangkar mempunyai dua buah pintu dan dua jendela yang berlubang-lubang/kisi. Lubang/kisi itu memungkinkan adanya aliran udara. Temperatur dan kelembaban udara di dalam sangkar mendekati/hampir sama dengan temperatur dan kelembaban udara di luar. Sangkar dipasang dengan pintu membuka/ menghadap utara-selatan, sehingga alat-alat yang terdapat di dalamnya tidak terkena radiasi matahari langsung sepanjang tahun. Jika matahari berada pada belahan bumi selatan, pintu sebelah utara yang dibuka untuk observasi atau sebaliknya
b. Peralatan yang terdapat di dalam Sangkar Meteorologi
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 20 1) Termometer Maksimum Minimum
Gambar 20. Thermometer Maximum dan Thermometer Minimum
a) Thermometer Makxsimum
Thermometer air raksa ini memiliki pipa kapiler kecil (pembuluh) didekat tempat/ tabung air raksanya, sehingga air raksa hanya bisa naik bila suhu udara meningkat, tapi tidak dapat turun kembali pada saat suhu udara mendingin. Untuk mengembalikan air raksa ketempat semula, thermometer ini harus dihentakan berkali-kali atau diarahkan dengan menggunakan magnet.
b) Thermometer Minimum
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 21 Gambar 21. Termometer Minimum
Untuk mengembalikan posisi indeks ke posisi aktual dapat dilakukan dengan memiringkan/ membalikkan posisi thermometer hingga indek bergerak ke ujung dari alkohol (posisi suhu aktual).
2) Termometer Bola Basah- Bola Kering
Gambar 22. Termometer Bola Kering dan Termometer Bola Basah
a. Dry Bulb temperature (Temperatur bola kering)
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 22 b. Wet Bulb Temperature (Temperatur bola basah)
Temperatur bola basah yaitu suhu bola basah. Sesuai dengan namanya “wet bulb”, suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer yang bulbnya (bagian bawah thermometer) dilapisi dengan kain yang telah basah kemudian dialiri udara yang ingin diukur suhunya.
c. Prinsip Kerja Temperatur Bola Basah dan Bola Kering
Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain basah tersebut. Kalor dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada kain basah tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang ada dalam thermometer. Untuk menjelaskan apa itu wet bulb temperature, dapat kita gambarkan jika ada suatu kolam dengan panjang tak hingga diatasnya ditutup. Kemudian udara dialirka melalui permukaan air. Dengan adanya perpindahan kalor dari udara ke permukaan air maka terjadilah penguapan. Udara menjadi jenuh diujung kolam air tersebut. Suhu disinilah yang dinamakan Wet Bulb temperatur.
Untuk mengukur dua sifat (Dry dan Wet bulb temperature) ini sekaligus biasanya menggunkan alat yang namanya sling, yaitu dua buah thermometer yang di satukan pada sebuah tempat yang kemudian tempat tersebut dapat diputar. Satu thermometer biasa dan yang lainnya thermometer dengan bulb diselimuti kain basah. Dew Point, yaitu suhu dimana udara telah mencapai saturasi (jenuh). Jika udara tersebut mengalami pelepasan kalor sedikit saja, maka uap air dalam udara akan mengembun.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 23
2. Global Atmosphere Watch (GAW Kototabang)
Gambar 23. Logo GAW
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 24 Gambar 24. Kantor GAW Kototabang
Stasiun ini merupakan bagian dari sistem monitoring dan riset yang dikoordinasi oleh World Meteorological Organization (WMO). Secara resmi mulai beroperasi sejak tanggal 7 Desember 1996 sebagai salah satu unit kerja dari Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG), Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang merupakan salah satu stasiun di daerah ekuatorial yang penting dalam program pengamatan atmosfer secara global karena secara umum pengukuran kondisi atmosfer dan kualitas udara di daerah ini sangat terbatas.
Ada tiga program pengamatan yang dilakukan di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang, yaitu :
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 25 Instrumen-instrumen yang Ada di GAW Kototabang
1. AirKit Flask Sampler
Gambar 25. AirKit Flask Sampler
Pemantauan konsentrasi gas rumah kaca di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang dilakukan dengan menggunakan alat AirKit Flask Sampler. Pemantauan gas rumah kaca dengan alat ini adalah hasil kerjasama antara Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika, Indonesia dengan National Oceanic and Atmospheric Administration, Amerika Serikat sejak tahun 2004, dan merupakan salah satu bagian dari situs pemantau konsentrasi gas rumah kaca yang tersebar di lebih dari 40 tempat di seluruh dunia.
2. Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 26 Pengamatan konsentrasi sulfur dioksida di Bukit Kototabang dimulai pada bulan Oktober 2008 dengan menggunakan SO2 Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level.
3. BAM 1020
Massa Aerosol PM10 di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang menggunakan BAM 1020 untuk mengamati variabilitas aerosol PM10 di udara ambien. Aerosol PM10 merupakan salah satu parameter yang dijadikan acuan dalam penentuan Indeks Standar Pencemaran Udara (ISPU).
Gambar 27. BAM 1020
4. Imager Airglow
Gambar 28. Imager Airglow
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 27
5. M9003 Integrating Nephelometer
Gambar 29. M9003 Integrating Nephelometer
Koefisien Hamburan Cahaya Aerosol adalah Instrumen Pengukuran Aerosol PM10 di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang telah dilakukan sejak Maret 2004 dengan menggunakan instrumen M9003 Integrating Nephelometer buatan Ecotech, Australia. Hasil pengukuran parameter ini disajikan dalam suatu nilai yang disebut sebagai Scattering Coefficient (Koefisien Hamburan).
6. Mobile Automatic Weather Station (MAWS)
Gambar 30. Mobile Automatic Weather Station (MAWS)
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 28
7. High Volume Air Sampler (HVAS)
Gambar 31. High Volume Air Sampler (HVAS)
High Volume Air Sampler (HVAS) merupakan instrumen yang digunakan untuk mengukur jumlah partikel, terutama aerosol PM10 yang ada di atmosfer dalam jangka waktu 24 jam. Dalam hal fungsinya, alat ini mirip dengan BAM 1020, hanya metode pengukurannya menggunakan kertas saring dan dilakukan secara gravimetri (selisih berat setelah dan sebelum kertas saring digunakan).
8. Partisol Sampler
Gambar 32. Partisol Sampler
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 29 9. CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301.
Gambar 33. CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301.
Pengamatan konsentrasi gas karbon dioksida di Bukit Kototabang dimulai pada bulan Oktober 2008 dengan menggunakan CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301.
10.NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced.
Gambar 34. NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 30 11. pH meter dan Conductivity meter merek InoLab
Analisis kimia air hujan dilakukan dengan melakukan pengukuran derajat keasaman (pH) dan daya hantar listrik dari sampel air hujan. Alat yang digunakan adalah pH meter dan Conductivity meter merek InoLab.
Gambar 35. pH meter dan Conductivity meter merek InoLab
12.Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley
Gambar 36. Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 31
13.Ozone Analyzer type TEI 49C
Gambar 37. Ozone Analyzer type TEI 49C
Pengamatan ozon permukaan di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang telah dimulai sejak September 1996. Instrumen yang digunakan adalah Ozone Analyzer type TEI 49C dan Ozone Calibrator TEI 49 PS sebagai kalibrator. Mulai September 2006, instrumen pengamatan ozon ditambah dengan Ozone Analyzer type 49C, bantuan WMO-WCC EMPA, Swiss.
14.TEI Type 48C dan HORIBA APMA360.
Karbon Monoksida adalah Pengukuran Karbon Monoksida di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang mempergunakan dua jenis instrumen, yaitu TEI Type 48C dan HORIBA APMA360.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 32
3. Loka Pengamatan Atmosfer Kototabang (LAPAN KOTOTABANG)
Loka pengamatan Atmosfer kototabang adalah salah satu fasilitas pengamatan yang terletak dekat dengan khatulistiwa di Kototabang, Kecamatan Palupuh, Kabupaten Agam-Sumatera Barat dengan posisi 100.32 BT, 0.23 LS dan ketinggian 900 mdpl (meter di atas permukaan laut).
Pembangunan Loka Pengamatan Atmosfer Kototabang dikarenakan kurangnya data-data Meteorologi untuk daerah Indonesia bagian Barat. Daerah ini merupakan daerah penyimpan bahang (panas) baik panas sensibele maupun panas laten terbesar bagi pembentukan awan-awan raksasa, sebab daerah ini terletak di daerah yang dekat dengan khatulistiwa dan letak geografis yang unik, yakni diapit oleh dua benua besar dan dua samudera besar yang dikenal sebagai kawasan benua maritim. Stasiun Pengamatan Dirgantara Kototabang diresmikan oleh Menteri Negara Riset dan Teknologi DR. AS Hikam pada 26 juni 2001
Instrumen-instrumen yang Ada di LAPAN Kototabang
1. Equatorial Atmosdphere Radar (EAR)
Gambar 39. Equator Atmosphere Radar ( EAR)
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 33 waktu beberapa menit untuk setiap ketinggian 150- 300 meter serta mampu menyimpan 1.440 profil dinamika atmosfer dalam satu hari.Alat tersebut juga mampu mendeteksi fenomena elektromagnetik yang terjadi pada lapisan sekitar 100 km.Radar EAR dibuat hampir menyerupai MU (Middle and Uppper atmosphere) radar yang ada di Shiragaki,Jepang baik dari sistem antena yang dipakai maupun frekuensi yang digunakan yakni 46,5 MHz.Radar EAR merupakan radar terbesar ketiga didunia setelah Radar Meshophere Stratosphere Trophosphere (MST) di Peru India.Radar tersebut unik sebab memiliki resolusi tinggi dan teknologinya sama seperti Jepang.
2. Global Position System (GPS)
Gambar 40. Global Position System (GPS)
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 34
3. Micro-rain Radar
Gambar 41. Micro Rain Radar
Radar ini di Frekwensi 24,1 GHz, Transmit power 50 mW, receiver- offaet parabolic dengan dia meter 0,6 m. Fungsinya untuk mendapatkan data kandungan uap air yang ada di atmosfer, pengamatan otomatis dan data yang didapat real time dan kontinyu.
4. Rain Gauge
Gambar 42. Rain Gauge
Optical Rain Gauge merupakan alat untuk mendapatkan data curah hujan (rainrate) yang terjadi secara terus-menerus.ORG mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 35 b) Resolusi : 0,001mm
c) Sampling : 1 menit
Optical Rain Gauge didirikan dengan tiang setinggi 1,5 m,kotak sebelah kanan merupakan trasmiter,sedang kotak sebelah kiri merupakn receiver
5. Disdrometer
Gambar 43. Disdrometer
Disdrometer berfungsi untuk mendapatkan data besarnya butiran hujan. Alat ini mulai melakukan pengamatan sejak tahun 2003.Dalam melaksanakan pengamatan alat ini menggunakan kamera sebagai sensor.Gambar sebelah kanan merupakan unit sensor dari didrometer,sedangkan sebelah kanan merupakan OEU dari disdrometer.
6. Radiometer
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 36 Radiometer berguna untuk mengukur kelembaman udara. Data yang didapatkan dari radiometer yairu kandungan uap air dengan batas ukur sampai ketinggian 10 km.Radiometer didirikan diatas sebuah bangunan dengan tinggi lebih kurang 1 m diatas permukaan tanah,dan ditopang dengan empat kaki.
7. Radio Acustik Sound System (RASS)
RASS mempunyai speaker dan Profiler khusus. Speker ini memancarkan suara arah vertikal dengan f~2000 Hz, dengan menfaatkan gelombang suara untuk mendapatkan profil temperature vertical sampai ketinggian kurang lebih l - 20 km,dan RASS (Radio Acustik Sound System) ini dapat mendeteksi per 2 menit
8. Lidar mesopause oleh resonance scattering lidar
2. Struktur temperatur di dalam daerah mesopause oleh narrowband resonance scattering lidar
3. Struktur-struktur temperatur malam hari dan siang hari di dalam mesosfer dan stratosfer oleh Reyleigh lidar
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 37
9. Meteor Wind Radar
Gambar 46. Meteor Wind Radar
Radar yang berguna untuk memonitor meteor yang jatuh di Atmosfer. Dan untuk melihat keadaan angin dari meteor-meteor ini.
4. PT. SEMEN PADANG
Gambar 47. PT. Semen Padang
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 38 ton/ tahun. Selanjutnya pabrik melakukan transformasi pengembangan kapasitas pabrik dari teknologi proses basah menjadi proses kering dengan dibangunnya pabrik Indarung II, III, dan IV.
Pada tahun 1995, Pemerintah mengalihkan kepemilikan sahamnya di PT Semen Padang ke PT Semen Gresik (Persero)Tbk bersamaan dengan pengembangan pabrik Indarung V. Pada saat ini, pemegang saham Perusahaan adalah PT Semen Gresik (Persero)Tbk dengan kepemilikan saham sebesar 99,99% dan Koperasi Keluarga Besar Semen Padang dengan saham sebesar 0,01 %. PT Semen Gresik (Persero) Tbk sendiri sahamnya dimiliki mayoritas oleh Pemerintah Republik Indonesia sebesar 51,01%. Pemegang saham lainnya sebesar 48,09% dimiliki publik. PT Semen Gresik (Persero) Tbk. merupakan perusahaan yang sahamnya tercatat di Bursa Efek Indonesia.
Sejak 7 Januari 2013, PT Semen Gresik (Persero) Tbk berubah nama menjadi PT Semen Indonesia (Persero) Tbk sesuai hasil Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa (RUPSLB) di Jakarta pada 20 Desember 2012.
Instrumen-instrumen yang Ada di PT. Semen Padang
1. Compressive Strengh
a) Tujuan Identifikasi Compressive Strengh
Tujuan dari pengenalan alat Compressif Strengh adalah
1) Untuk mengetahui hubungan antara umur beton dengan kuat tekan yang dihasilkannya
2) Untuk mengetahui unsur unsur apa saja yang berpengaruh terhadap kuat tekan beton
b) Compressive Strengh
Kompressif Strengh merupakan alat yang bekerja untuk mendeteksi nilai kuat tekan beberapa material. Material yang akan diukur kuat tekannya akan disesuaikan dengan batas ukur dari masing-masing tipe alat Kompressif Strengh.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 39 Gambar 48. Compressive Strengh
Alat Compressive Strengh ini terdiri dari beberapa komponen yang menyusunnya sesuai fungsinya masing-masing. Secara keseluruhan, Compressive Strengh dapat dilihat seperti gambar berikut :
1) Parameter bacaan alat ukur 2) Jarum Kalibrasi
3) Media sampel (Mesin Tekan) 4) Pemutar Media Sampel (Knop) 5) Tempat sampel
d) Prinsip Kerja Compressive Strengh 1. Pembuatan Sampel
Dalam hal ini pembuatan benda uji berbentuk silinder, langkah-langkah yang perlu dilakukan :
a) Mengisikan campuran beton pada cetakan dengan adukan beton dalam 3 lapis, dimana setiap lapis dipadatkan dengan 25x tusukan secara merata.
b) Meratakan permukaan beton dan menutupnya dengan bahan kedap air, kemudian membiarkannya selama 24 jam.
c) Membuka cetakan dan mengeluarkan benda uji, lalu merendamnya dalam bak perendam berisi air pada temperatur 25 0C.
d) Mengambil benda uji dari bak perendam dan menentukan berat dan ukuran benda uji.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 40 a) Menghubungkan mesin uji kuat tekan dengan arus listrik untuk
Compressive Strengh digital.
b) Mengkalibrasi mesin Compressive Strengh c) Meletakan benda uji pada mesin tekan.
d) Menekan tombol turn down, sehingga bagian dari mesin penekan akan tepat diatas permukaan benda uji.
e) Memutar knop, sehingga bagian penekan mesin akan melakukan penekanan terhadap benda uji sampai batas maksimum dan jarum skala yang bewarna merah akan menunjukkan angka maksimum dari beban tekan yang dihasilkan benda uji tersebut.
f) Mencatat berapa angka maksimum yang ditunjukkan oleh jarum skala
g) Menghitung berapa luas penampang dari benda uji,sesuai dengan benda uji yang digunakan.
h) Menggunakan persamaan kuat tekan (f‟c) = A P
dengan : f‟c adalah harga kuat tekan beton (kg/cm2)
A adalah luas penampang beton (cm2)
P adalah beban tekan (kg)
untuk mendapatkan berapa harga kuat tekan dari benda uji yang digunakan.
e) Aspek Fisis Compressive Strengh 1. Bahan Penyusun Beton
Beton umumnya tersusun dari tiga bahan penyusun utama yaitu semen, agregat, dan air. Jika diperlukan bahan tambahan yang dapat mengubah sifat-sifat tertentu dari beton yang bersangkutan.
a. Semen
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 41 pengikat atau perekat. Semen bersifat hidrolis yang dapat bereaksi secara kimia dengan air sehingga membentuk material padat, kaku, dan keras yang disebut dengan hydrolic binder (perekat hidrolis). Semen merupakan bahan campur yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Agregat tidak memainkan peranan yang penting dalam reaksi kimia tersebut, semen juga merupakan bahan ikat hidrolik yang dapat bereaksi secara kimia dengan air, yang disebut hidrasi, sehingga membentuk material batu padat.
b. Air
Air merupakan salah satu bahan yang penting dalam pembuatan beton. Di dalam campuran beton, air mempunyai dua fungsi: pertama, untuk memungkinkan reaksi kimia yang menyebabkan terjadinya pengikatan dan berlangsungnya pengerasan, dan yang kedua sebagai pelicin campuran kerikil, pasir dan semen untuk mempermudah pencetakan.Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi dari semen, menbasahi agraget dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang digunakan dapat berupa air tawar (dari sungai, danau, telaga, kolam, dan lain-lain.
c. Agregat
Agregat adalah butir-butir mineral yang dicampur dengan semen Portland dan air sehingga membentuk beton. Dikarenakan ¾ bagian volume beton terdiri dari agregat, maka tidak mengherankan bahwa kualitas agregat memegang peranan yang sangat penting. Beton mengandung 60-70 % agregat (agregat halus dan agregat kasar) yang berasal dari mineral alam dan digunakan sebagai bahan pengisi. Oleh sebab itu untuk mendapatkan beton yang berkualiatas diperlukan agregat yang baik
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 42 saringan no. 200 dan Agregat kasar untuk beton adalah berupa kerikil, batu kapur, dan batu pecah.
2. Kuat Tekan Beton
Kekuatan tekan merupakan salah salah kinerja utama dari beton. Kekuatan beton merupakan kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Walaupun dalam beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan bahwa semua tegangan tekan didukung oleh beton tersebut. Penentuan kekuatan tekan dapat dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan. Salah satu cara untuk mengetahui kuat tekan dari beton yang diperoleh dari benda uji akan berbeda, karena beton merupakan material heterogen, yang kekuatannya dipengaruhi oleh: a. Kualitas dari bahan-bahan beton itu sendiri meliputi kualitas semen,
air
b. Proporsi dari campuran beton
c. Kecepatan pembebanan (Tri Mulyono, 2005; hal 9)
Nilai kuat tekan beton diperoleh dari pengujian yang standarnya didasarkan atas daya dukung beton umur 28 hari. Perkembangan kekuatan beton tergantung dari suhu, kelembapan selama pemeliharaan (curing). Suhu yang lebih tinggi mempercepat reaksi kimia dan sudah tentu akan mempercepat perkembangan dari daya tekan tersebut.Pada prinsipnya aplikasi kekuatan tekan berfungsi untuk menahan gaya-gaya yang akan bekerja pada beton diantaranya adalah gaya horisontal dan gaya vertikal.
Penentuan kekuatan tekan data dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan dengan benda uji berbentuk silinder dengan rosedur uji ASTM C39 atau kubus dengan prosedur BS1881 part 115 part 116 ada umur 8 hari. Kuat tekan beton merupakan faktor yang utama dan penting untuk diperhatikan di dalam pelaksanaan pengecoran dilapangan. Rata-rata, beton mencapai kekuatan tekan karakteristik rencananya pada umur 28 hari. Pada umur tersebut kuat tekan karakteristik beton mencapai kekuatan rencananya. Kekuatan tekan relatif antara benda uji silinder dengan kubus.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 43 A adalah luas penampang beton (cm2) P adalah beban tekan (kg)
Pengujian kuat tekan sering dilakukan pada benda uji pada umur 7 hari dan 28 hari (mengacu pada ASTM). Untuk umur 3 hari tidak dilaksanakan uji kuat tekan beton karena suhu yang masih tinggi pada beton tersebut, hal ini mengakibatkan bila diraba beton tersebut sangat panas, sehingga betonnya masih rapuh dan komponen di dalamnya belum menyatu, yang mengakibatkan nilai kuat tekannya cendrung rendah.
Pengujian kuat tekan beton umur 28 hari dilakukan untuk mengetahui kuat tekan karakteristik dari beton yang dibuat sekaligus menetukan mutu betonnya. Hal ini sesuai dengan standar dari PBI yang menyatakan saat umur beton 28 hari faktor koreksinya bernilai 1,00 dan beton dikatakan sudah matang karena komponen di dalamnya sudah padu sehingga nilai kuat tekannya cenderung tinggi.
2. Bomb Calorimeter
a) Tujuan Identifikasi Bomb Calorimeter
Tujuan dari pengenalan alat Bomb Calorimeter adalah
a. Untuk mengukur kalor atau nilai kalori suatu bahan yang dibebaskan pada pembakaran sempurna
b. Untuk menyatakan kualitas bahan berdasarkan nilai kalornya.
b) Bomb Calorimeter
Kalorimeter Bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar.
Secara umum Bomb kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau nilai kalori suatu bahan yang dibebaskan pada pembakaran sempurna. Adapun nilai kalor yang di ukur antara lain:
1. Nilai kalor batubara (coal calorific value)
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 44 Kalorimater bom terdiri dari 2 unit yang digabungkan menjadi satu alat. Unit pertama ialah unit pembakaran di mana batubara dimasukkan ke dalam bejana dan dibakar dengan pasokan udara/oksigen pembakar. Unit kedua ialah unit pendingin (kondensor). Dengan standar pengukuran ASTM D 3286.
2. Nilai kalor zat makanan
Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanan karbohidrat, protein, atau lemak.
c) Komponen Bomb Calorimeter
Salah satu bentuk perangkat Bomb Calorimeter type Parr 1261
Gambar 49. Bomb Calorimeter
Bagian-Bagian Bomb Kalorimeter
1. Kalorimeter
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 45 Gambar 50. Calorimeter
2. Bomb
Bomb terdiri dari kepala bomb dan tabung bomb. Pada kepala bomb terdapat capsul tempat meletakkan sampel. Sedangkan tabung bomb berfungsi sebagai tempat gas O2 diletakkan sebagai pembantu dalam pembakaran sempurna. Bomb ditunjukkan pada gambar 51.
Gambar 51. Bomb
3. Water Handling
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 46 Gambar 52. Water handling
4. Wire
Wire merupakan kawat halus yang terbuat dari nikel. Adapun fungsi wire adalah untuk mengukur reaksi pembakaran yang dihubungkan ke elektroda. Yang dapat diketahui dengan mengukur panjang wire sebelum pembakaran dan panjang wire setelah pembakaran, lalu dikalikan dengan 2,3 kalori. Untuk panjang wire sebelum pembakaran selalu 10 cm.
5. Water Bucket
Water bucket berfungsi sebagai penahan panas dari hasil pembakaran sampel sampai panas yang dihasilkan dapat terukur oleh termometer. Water bucket ditunjukkan pada gambar 53.
Gambar 53. Water Bucket
6. Printer
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 47 d) Prinsip Kerja Bomb Calorimeter
Adapun langkah-langkah dalam pengoperasian bomb kalorimeter adalah sebagai berikut:
1. On kan power, calorimeter, dan water handing untuk sirkulasi serta cooler 2. Tunggu sampai suhu air yang ada dalam water handling antara 29-300C 3. Timbang sampel sebanyak 1 gram dalam capsul dengan ketelitian 0,1 mg. 4. Ukur wire 10 cm (10 cm = 23 cal), hubungkan kedua ujungnya pada kedua
elektroda dan buat gelungan atau lekukan ditengah hingga menyentuh sampel.
5. Pasangkan kepala bomb pada tabung bomb dan kunci sampai erat 6. Tutup valve tempat gas O2 keluar (outlet valve)
7. Hubungkan tempat gas O2 masuk dengan oksigen filling 8. Buka main valve O2 pada tabung
9. Setting tekanan O2 pada regulator
10. Isi tabung bomb dengan O2 dengan cara menekan O2 fill pada keyboard calorimeter
11. Biarkan sampai tekanan mencapai 450 psi (dengan otomatis akan berhenti sendiri) ditandai dengan kedengaran bunyi
12. Ukur suhu air yang keluar dari water handling, bila telah mencapai suhu 29-300C langsung isi water bucket dengan air melalui delivery volume sebanyak 2000 ml yang akan terisi secara otomatis.
13. Masukkan water bucket ke dalam kalorimeter
14. Tempatkan bomb ke dalam water bucket pada posisi yang telah disediakan 15. Hubungkan kedua ujung elektroda pada bomb
16. Tutup calorimeter
17. Tekan F2 untuk menukar program dari standard ke determinan .Pada display akan muncul DETR
18. Tekan tombol start untuk memulai pengujian 19. Isikan data: call ID , sample ID , weight lalu enter
20. Setelah itu pada display akan muncul PRE, tunggu sampai suhu stabil 21. Setelah suhu stabil maka secara otomatis akan terjadi pembakaran yang
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 48 menimbulkan suhu pada bomb dan air di sekitar bucket. Perubahan suhu dalam air tersebut diukur secara akurat dengan termometer yang dicelupkan dalam air. Panas yang dihasilkan akan merata karena pengadukan air oleh penyekat yang berfungsi mengisolasi udara. Kenaikan suhu ini digunakan untuk menghitung energi yang diberikan oleh sampel yang terbakar. Berdasarkan temperatur yang muncul dan jumlah energi dari panas yang dilepaskan pada pembakaran serta kapasitas panas dari sistem kalorimeter nantinya kita dapat menghitung kalor dari sampel, yang datanya dapat diperoleh secara langsung.
22. Pada saat pembakaran alat tidak boleh dipegang atau disentuh dengan bagian badan yang manapun juga.
23. Tunggu sampai pembakaran selesai yang ditandai dengan bunyi alarm dan pada display akan muncul gross heatnya
24. Tekan done untuk menyimpan data dan pada display akan keluar secara bergantian suhu bucket
25. Keluarkan bomb dan water bucket dari calorimeter
26. Air yang ada dalam bucket dimasukkan kembali ke dalam water handling 27. Keluarkan gas O2 dari tabung melalui outlet valve sampai habis
28. Injeksikan air yang mengandung metil orange 1 % 1 ml dalam 1 liter sebanyak 100 cc melalui outlet valve ke dalam tabung bomb untuk mencuci seluruh bagian dalam bomb.
29. Kumpulkan air pencuci tadi ke dalam beaker dan bilas sampai tidak ada asamnya yang tertinggal dengan aquadest. Titrasi larutan dengan larutan Na2CO3 1 ml = 1 cal sampai titik akhir (tepat perubahan warna dari orange ke kuning).
30. Jumlah volume (ml) Na2CO3 yang terpakai untuk menetralisir asam sama dengan jumlah kalori asam yang dihasilkan sampel yang diuji
31. Ukur panjang wire yang tersisa, kemudian hitung panjang wire yang terbakar dan kalikan dengan 2,3 kal. Didapatkan kalori yang dihasilkan wire.
32. Hitung harga gross heat yang sesungguhnya dengan cara 1. tekan tombol RPT pada keyboard calorimeter
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 49 Proses Pembuatan Semen
1. Bahan Pembuatan Semen
1. Bahan utama
a. Batu kapur sebanyak 80% b. Silica sebanyak 10% c. Clay sebanyak 8% d. Irond san sebanyak 2% 2. Bahan penolong
a. Gypsum sebanyak 3.5% b. Pozzoolan sebanyak 1-1.5% c. Fly ash sebanyak 1%
d. High grade limestone sebanyak 4,5% 3. Bahan Bakar
a. Batubara b. Solar 4. Listrik
Listrik yang digunakan adalah listrik dengan daya 90 MWH
2. Tahap-tahap Pembuatan Semen
1. Penambangan dan penyimpanan bahan mentah 2. Penggilingan dan pencampuran bahan mentah 3. Homogenesis hasil penggalian bahan mentah 4. Pembakaran
5. Penggilingan akhir hasil pembakaran Skema proses produksi adalah sebagai berikut :
Batu kapur
Raw mill
Raw max
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 50 Gambar 54. Skema Proses Produksi Semen
Dari Gambar diatas tersebut dapat dijelaskan bahwa batu kapur digiling atau dimasukkan dalam raw mill dalam udara panas dialirkan dari tanur putar (klin) sehingga dihasilkan raw max dengan kandungan air <1 %. Setelah menjadi homogenisasi. Raw max di bakar dengan bahan bakar batu bara dengan suhu 1400oC dengan menghasilkan klingker berupa butiran hitam. Selanjutnya penggulingan akhir klinker di tromol semen (cement mill ) dengan menambahkan gypsum denga perbandingan tertentu. Dan hasil penggulingan terakhir ini adalah semen yang siap dipakai dan di jualkan kepasar baik dalam kemasan kantong ataupun dalam kemasan encer.
3. Proses Pengujian Semen
1. Pengujian Bahan Semen a. Pembuatan Beton
1) Pembuatan semen 2) Argen halus/pasir
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 51 Gambar 55. Bahan Material Untuk Pembuatan Beton
b. Penimbangan Bahan Material
Gambar 56. Penimbang Bahan Material
c. Pengaduk Bahan
Gambar 57. Alat Pengaduk Bahan
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 52 Gambar 58. Contoh Cetakan Sampel
e. Pendiaman Sampel
Gambar 59. Sampel Yang Sudah Di Buat
f. Perendaman Sampel
Gambar 60. contoh sampel yang direndam
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 53 Gambar 61. Alat Untuk Mengeringkan Sampel
h. Pembakaran
Gambar 62. Alat Stem Curing Beton
i. Pengujian Sampel
Gambar 63. Alat uji Kuat Lentur Sampel
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 54 Gambar 64. Alat Untuk Menguji Kadar Air
2. Pengujian Kualitas Bahan
Adapun kualitas bahan yang diuji di laboratorium kualitas bahan adalah a. Kertas (kantong semen)
b. Kantong semen terdiri dari beberapa yaitu:
1) Kantong pastek yang berasal dari rusia dengan ketahanan 80% 2) Kantong jahit yang di bikin sendiri oleh masyarakat Sumbar
dengan ketahanan 75%
3) Kantong laminasi dengan ketahanan 100%
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 55 Gambar 66. Alat Untuk Menguji Kuat Regang Kertas
Gambar 67. Alat untuk Menguji Ketahanan Kertas
Dan yang diuji terhadap kertas adalah
a) Menguji kuat tarik benang b) Menguji kaut regang benang c) Menguji tahanan kertas d) Menguji ketahanan sobek e) Menguji daya serap kertas
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 56 Gambar 68. skema pengujian sifat fisika semen
Beberapa komponen berdasarkan sifat fisika yang diuji dari semen adalah : a) Kehalusan
b) Pengujian Falseset c) Setting Time d) Pemuaian e) Kuat Tekan
5. Laboratorium FMIPA-UNP
Laboratorium FMIPA-UNP merupakan salah satu fasilitas yang dimiliki oleh Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang sebagai sarana penunjang dalam perkuliahan.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 57 a. Laboratorium Fisika
Laboratorium fisika dilengkapi dengan peralatan-peralatan yang dapat dipergunakan untuk praktikum mahasiswa. Laboratorium ini terdiri atas sub-sub labor.
1) Fisika dasar
2) Fisika Komputasi berfasilitas internet dengan 20 buah komputer 3) Pengajaran Fisika
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 58 Jurusan Kimia telah memiliki laboratorium kimia yang dilengkapi dengan berbagai peralatan praktek dan dipergunakan untuk praktikum mahasiswa. Laboratorium Biologi terdiri atas sub-sub laboratorium:
1) Kimia Dasar 2) Kimia Fisik 3) Kimia Anorganik 4) Kimia Analitik 5) Kimia Organik 6) Biokimia 7) Penelitian
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 59 Instrumen-instrumen yang Ada di Laboratorium FMIPA-UNP
1. X-Ray Diffraction (XRD)
a) Pengertian
Sinar X ditemukan pertama kali oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Karena asalnya tidak diketahui waktu itu maka disebut sinar-X. Sinar X digunakan untuk tujuan pemeriksaan yang tidak merusak pada material maupun manusia. Disamping itu, sinar X dapat juga digunakan untuk menghasilkan pola difraksi tertentu yang dapat digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif material.
Gambar 70. X-Ray Diffraction
Pada waktu suatu material dikenai sinar X, maka intensitas sinar yang ditransmisikan lebih rendah dari intensitas sinar datang. Hal ini disebabkan adanya penyerapan oleh material dan juga penghamburan oleh atom-atom dalam material tersebut.Berkas sinar X yang dihamburkan tersebut ada yang saling menghilangkan karena fasanya berbeda dan ada juga yang saling menguatkan karena fasanya sama. Berkas sinar X yang saling menguatkan itulah yang disebut sebagai berkas difraksi. Gambar dibawah akan menjelaskan pengertian tersebut.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 60 XRD atau X-Ray Diffraction merupakan salah satu alat yang memanfaatkan prinsip tersebut dengan menggunakan metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel. Bahan yang dianalisa adalah tanah halus, homogenized, dan rata-rata komposisi massal ditentukan
b) Prinsip Kerja
Dasar dari prinsip pendifraksian sinar X yaitu difraksi sinar-X terjadi pada hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg:
n.λ = 2.d.sin θ ; n = 1,2,...
Berdasarkan persamaan Bragg, jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal,maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 61 Prinsip kerja XRD secara umum adalah sebagai berikut : XRD terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar-X, tempat objek yang diteliti, dan detektor sinar X. Sinar X dihasilkan di tabung sinar X yang berisi katoda memanaskan filamen, sehingga menghasilkan elektron. Perbedaan tegangan menyebabkan percepatan elektron akan menembaki objek. Ketika elektron mempunyai tingkat energi yang tinggi dan menabrak elektron dalam objek sehingga dihasilkan pancaran sinar X. Objek dan detektor berputar untuk menangkap dan merekam intensitas refleksi sinar X. Detektor merekam dan memproses sinyal sinar X dan mengolahnya dalam bentuk grafik.
2. Susceptibility Meter
a) Pengertian
Mineral magnetik dan hal-hal yang berkaitan dengannya (kuantiítas, bentuk bulir, dan ukuran bulir), dapat diidentifikasi dengan serangkaian metode yang dikenal sebagai metode-metode kemagnetan batuan (rock magnetic methods) .Metode-metode ini berbasis pada pengukuran sifat-sifat magnetik dari sampel (Bijaksana, 2002).
Gambar 72. Seperangkat alat Magnetik Susceptibility Meter
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 62 magnetik secara eksperimen dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut Suseptibility Meter. Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter yang merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengukur suseptibilitas magnetik dari bahan.
Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter meliputi sebuah MS2 meter dan berbagai macam sensor. MS2 Meter menunjukkan nilai susceptibilitas magnetik dan bahan ketika berada dalam pengaruh sensor tertentu. Masing- masing sensor dirancang untuk aplikasi dan jenis sampel tertentu. Sensor-sensor pada Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter dioperasikan berdasarkan prinsip induksi arus bolak-balik.
b) Komponen penyusun Magnetik Susceptibility Meter
Untuk dapat mengoperasikan susceptibility meter dibutuhkan kompenen-komponen, diantaranya:
a. 1 unit komputer dengan program Multisus 2 b. Sampel yang akan diukur
c. Kotak sampel ( Holder )
d. Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter
Gambar 73. Komponen pendukung Magnetik Susceptibility Meter
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 63 telah dipotong kecil-kecil karena massanya kecil jadi harus dicampur dengan silikon. Tempat sampel benama Holder dan tidak berpengaruh nilainya pada saat pengukuran. Kemudian pada saat pengukuran sampel dietakkan pada lubang pada sebuah alat. Arah sampel pada saat pengukuran awal harus sama dengan arah sampel pada pengukuran selanjutnya karena kalau berbeda hasilnya akan jauh berbeda pula.
c) Proses penggunaan Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter
Dalam penggunaan Bartington MS2 Magnetik Susceptibility meter ini ada beberapa langkah yang harus dilakukan. Yaitu :
a. Menghubungkan Alat dengan Komputer
Pertama sekali hubungkan kabel alat dengan alat yang dibelakangnya, kabel yang satu lagi dihubungkan ke CPU komputer, tempat colokan USB. Lalu dikomputer kita buka programnya, yaitu multisus2. Lalu lihat serial portnya, maksudnya dikomputer mana atau berapa terpasang kabel yang dicolokin ke USB tadi. Kemudian kita reset zero kan program ini dengan cara, yaitu:
1. Pilih serial port.
2. Lalu ambil serial port comunication.
3. Lihat pada program berapa nilai yang tertera, kalau pada program nilainya 1 berarti pada alat harus bernilai 1 juga.
4. Kalau belum 1, kita reset zerokan terlebih dahulu.
5. Kalau sudah bunyi dan nol berarti program sudah bisa digunakan.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 64 b. Menggunakan Program
Langkah- langkah menggunakan Program Bartington Instruments Multisus:
1. Untuk mengukur sampel kita buka File kemudian pilih New Data File lalu Ms28 Dual Frequency sensor
Gambar 75. Membuka File Bartington
2. Kemudian muncul tulisan connect MS2 Meter to Port Com4 and switch meter on, maka kita pilih “Ok”.
Gambar 76.Tampilan selanjutnya dari Bartington
3. Kemudian muncul “MS28 sensor setup”, di “batch Reference” kita isi dengan
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 65 Selanjutnya kita lihat “MS2 meter units”, kalau diprogram dalam “SI” maka pada alat kita lihat harus dalam SI juga. Setelah itu OK lagi.
Gambar 77. MS2 sensor setup Bartington
4. Setelah OK muncul MS28 Mass specific corection, kita isi massa dari sampel tersebut.
Gambar 78. MS28 Mass specific corection
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 66 Gambar 79. MS28 batch topsoil.
6. Lalu muncul “measurement for sample”, setelah itu letakkan sampel pada lubang yang terdapat pada alat dan lihat arah panah letak sampel, kemudian kita reset zero kan setelah bunyi angkat sample kembali. Setelah itu lihat angka diatas Firts Air (F8) apabila belum nol kita first airkan sampai nol, setelah nol kita klik sample (F9)
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 67 7. Setelah diklik sample (F9) muncul confirm dan lihat nilainya lalu OK.
Maka akan muncul nilainya di values.
Gambar 81. Confirm data Pengukuran dengan Susceptibility
8. Setelah 1x pengukaran akan terdapat nilai yang kedua, pilih save average (F11) untuk menyimpan data.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 68 9. Setelah di save tadi akan muncul nilai rata-rata dari 2x pengukuran tadi
Gambar 83. Nilai rata-rata hasil pengukuran Sesceptibility
10.Kemudian simpan data.
Laporan Observasi Fuji Prasetyo 69 Sampel yang digunakan saat penggunaan alat Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter adalah padatan yang telah dihaluskan atau berbentuk serbuk.
3. Ares Multi Elektroda
a) Pengertian
Geolistrik adalah metode geofisika aktif yang menggunakan arus listrik untuk menyelidiki material di bawah permukaan bumi. Metode ini dikenal dengan geolistrik, atau geoelectric. Istilah ³electrical resistivity´, ³DCresistivity´, dan ³VES (vertical Electric Sounding)´ juga mengacu kepada metode geofisika aktif ini. Revolusi dan evolusi dalam teknologi instrumentasi dan teknik prosesing komputer telah menyumbangkan andil yang sangat besar dalam perkembangan dari survey geolistrik ini. Perkembangan terakhir dari "multi-channel electrical resistivitysystem" and "computer-processing modeling" telah menigkatkan fleksibilitas, kecepatan,dan efesiensi pekerjaan di lapangan pada survey geolistrik konvensional. Selain itu, perkembangan terakhir metode ini juga dapat memfasilitasi aplikasi geofisika ini untuk menyelidiki lingkungan di bawah permukaan bumi yang lebih kompleks. Sehingga dapatdikatakan bahwa survey geolistrik dapat membantu dalam memotong waktu dan biaya yang diperlukan dalam eksplorasi mineral.
