SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176
RANCANG BANGUN ALAT UKUR CURAH HUJAN
*SISWANTI, *NGASIFUDIN, **SUDIONO*Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN
Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB Yogyakarta 55281 Telp. (0274) 488435 **Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281 Telepon 0274-484085, 489716, Faksimili 0274-489715
Abstrak
RANCANG BANGUN ALA T UKUR CURAH HUJAN. Telah dilakukan rancang bangun alat ukur curah hujan. Tujuan penelitian ini adalah dihasilkannya satu unit alat ukur curah hujan, diharapkan dapat mengetahui berapa banyak curah hujan yang jatuh dalam suatu waktu dan pada suatu daerah khususnya di lingkungan Reaktor Kartini. Tipe yang digunakan adalah tipe pelampung, dengan sistem mekanik pelampung dihubungkan dengan potensio yang bervariasi volume sehingga dapat diketahui tegangan keluarannya. Hasil dari penelitian ini berupa 1(satu) unit alat ukur curah hujan dengan kapasitas tangki 8,2 Idan data pengamatan uji linieritas dinyatakan dengan persamaan y =0,3889x +2,7258, nilai ketelitianR2
=0,8899.
Kata kunci: alat ukur curah hujan, reaktor Kartini
Abstract
RAIN GAUGE EQUIPMENT CONSTRUCTION. The rain gauge was constructed and used to know the rain gauge in any time and any places, specially in the surrounding of Kartini reactor. Thefloating type was used and completed by mechanic system. The floating mechanic connected to the potentio and variated by volume to get the voltage output. The result of the research was 1(one) unit of rain gauge with 8.2Iof volume capacity and the data linearity test shown by equation y =0.3889x +2.7258 with accuracy
k
= 0.8899.Keywords: rain gauge equipment, reactor Kartini. PENDAHULUAN
Pemantauan curah hujan adalah bagian dari pemantauan cuaca, yang merupakan sarana pendukung untuk melengkapi/evaluasi sebaran radionuklida ke lingkungan dari kegiatan Reaktor. Hal ini merupakan pengendalian pencemaran lingkungan.
Salah satu metode pemantauan radioaktivitas lingkungan adalah dengan melakukan pengawasan terhadap peningkatan paparan radiasi dan masukan yang diterima lingkungan agar tidak melebihi ambang batas yang diperkenankan. Pengawasan ini sangat dipengaruhi oleh kondisi cuaca setempat khususnya curah hujan. Alat ukur curah hujan
ini digunakan agar dapat diketahui seberapa besar dan sejauh mana sebaran radioaktif ke lingkungan.
Pada penelitian ini dilakukan rancang bangun alat ukur curah hujan Obeservatorium (OBS). Tujuan penelitian ini adalah dapat dihasilkannya I (satu) unit alat ukur curah hujan yang dapat mengetahui berapa banyak curah hujan yang jatuh di dalam suatu periode dan mengetahui pembagian jatuhan pada suatu waktu dan pada suatu daerah khususnya di lingkungan Reaktor Kartini.
TATA KERJA DAN PERCOBAAN
Alat Penelitian
Alat penelitian antara lain perlengkapan kerja bangku (palu, kikir, gunting, jangka sorong, obeng, gergaji, penggaris, penggores), mesin pelipat, mesin bor, mesin potong, las, multimeter.
Bahan Penelitian
Bahan penelitian antara lain plat dari baja tahan karat, pelampung, eatu daya, besi baja, kabel dan kran.
TEORl
Prinsip Dasar Pengukuran Curah Hujan Cara yang mudah dan umum
dipergunakan dalam pengukuran eurah hujan adalah dengan menggunakan alat pengukur eurah hujan (rain gauge). Alat ini terdiri dari corong berbentuk kerueut terbalik yang di letakkan di atas bagian dalam dari tabung penampung air hujan. Tetapi mulut corong harus horisontal dan memiliki diameter tertentu. Air hujan yang jatuh ke dalam mulut eorong ini kemudian masuk ke dalam tabung penampung. Tabung penampung harus dibuat sedemikian rupa sehingga mampu untuk menampung air hujan yang ada sesuai dengan keperluannya.
Curah hujan yang tertampung inilah yang di ukur seeara teratur dalam periode waktu yang telah ditentukan. Ukuran garis tengah mulut corong tidak ada suatu ketentuan yang mengharuskan. Tetapi jika misalnya ukuran garis tengah tersebut telah dipilih, maka sekarang yang harns disesuaikan adalah skala dari alat penakar aimya.[1] Adapun satuan baku
eurah hujan adalah mm curah hujan. Alat ini belum dapat medeteksi atau membedakan hujan gerimis dengan hujan lebat, tetapi dapat membedakan sifat eurah hujan yaitu bawah normal (BN), normal (N) dan atas normal (AN). Dalam penelitian digunakan tipe pelampung. Tipe Pelampung
Di dalam alat perekam eurah hujan ini, air hujan ditampung dalam suatu tempat biasa disebut ruang pelampung, yang terisi pelampung. Jika karena hujan air di dalam tempat tersebut naik, maka pelampung naik ke
atas. Dengan sistem mekanisasi tertentu, maka gerakan ini dapat menggerakan pena yang meneatat pada pias yang berputar. Untuk memperoleh suatu rekaman yang terus menerus dalam suatu periode (misalnya dalam waktu 24 jam), maka alat ini harus memiliki ruang pelampung (tempat menampung air hujan) yang besamya sesuai dan dilengkapi dengan alat yang dapat mengosongkan ruang pelampung dengan eepat seeara otomatis, bilamana ruang tersebut telah penuh dengan air hujan. Penuh disini diartikan bahwa proses mengosongkan harus teljadi seeara otomatis, sesuai dasar kerja alat. Pada saat ruang pelampung ini telah kosong, berarti pelampung ini sudah turun ke dasar dan posisi penapung kembali pada skala nol pada pias. Penyesuaian posisi pena pada skala-skala pias dapat diatur melalui penyetelan-penyetelan tertentu pada saluran penerima, pelampung dan ruang pelampung. Proses pengosongan ini harus berlangsung seeara eepat (10-15 detik). Bagi daerah-daerah yang ada kemungkinan terjadi pembekuan, maka di dalam alat perekam eurah hujan ini dipasang alat pemanas khusus yang disediakan untuk mempertahankan agar air tidak membeku, terutama pada musim dingin.[1]
Adapun sifat hujan dibagi menjadi 3 kriteria, yaitu :
1. Atas normal (AN), jika nilai perbandingan terhadap rata-ratanya lebih besar dari 115 %.
2. Normal (N), jika nilai perbandingan terhadap rata-ratanya antara 85 %-115 % 3. Bawah Normal (BN), jika nilai
perbandingan terhadap rata-ratanya kurang dari 85%.[4]
Prinsip Kerja Pelampung
Cara kerja pelampung menggunakan prinsip rangkaian pembagi tegangan seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176
.•.. _,,_~~ .z:210
.• \tJ)lt~
Gambar I. Alat Ukur Curah Hujan Keterangan :
I. Tabung atas (mulut tanki) 2. Corong atas
3. Bahu tanki
4. Tabung kolektor (penampung) 5. Pelampung
6. Corong bawah 7. Pipa saluran buang 8. Kran
Sebagai pembagi tegangan digunakan potensiometer, yang dihubungkan ke eatu daya dan tangki pelampung. Tegangan keluaran pelampung sebanding dengan tinggi permukaan air.[6]
Gambar 2. Alat Ukur Curah Hujan Tampak Atas.
1
,,80120 " :220Gambar.3. Rangkaian pembagi tegangan
Prosedur Kerja
Agar lebih terarah dalam penelitian 1m maka perlu adanya suatu raneangan yang akan dilakukan dalam penelitian yang meliputi Peraneangan alat, pemilihan bahan, pembuatan alat pengujian alat.
Persiapan Desain Alat
Untuk memulai mendesain, diperlukan suatu analisis mengenai bahan dan peralatan yang akan digunakan, untuk itu perlu adanya pembuatan jadwal kerja, studi literatur dan adanya suatu raneangan alat yang akan dikeIjakan dalam pembuatan alat. Dengan melihat langsung akan mudah untuk menyesuaikan situasi dan kondisi serta akan dapat memudahkan untuk peraneangan desain. Pembuatan Alat
Pembuatan alat terdiri dari mulut eorong/tabung penakar, corong berbentuk kerneut untuk mengalirkan air ke dalam tabung kolektor, tabung kolektor atau penampung, eorong bentuk kerneut untuk mengalirkan air kesaluran buang (kran), pemilihan bahan serta sistem sambungan rangkaian (potensio).
Perakitan Komponen
Setelah sub-sub bagian dari alat tersebut sudah selesai maka dilanjutkan tahap perakitan komponen menggunakan las. Hasil dari perakitan tersebut dihasilkan 1 (satu) unit alat ukur eurah hujan dan dilanjutkan tahap pengujlan.
Hal-hal yang harns diperhatikan mengenai alat ini adalah :
1. Penampang penakar harns selalu horisontal. 2. Alat harns tetap bersih.
1. Menuangkan air ke tabung kolektor, untuk menguji ada kebocoran atau tidak.
2. Dengan menuangkan air sedikit demi sedikit untuk melihat kenaikan pelampung. 3. Mengukur besamya tegangan keluaran dari
pada pelampung (21 kali) Data Pengujian
Data pengujian ini diperoleh dengan cara memberi beban atau menambah volume pada tangki dengan variasi volume sebanyak 21 kali sedangkan hasil dari pengujian adalah sebagai seperti tersaji pada Tabell dan Gambar 1.
Tabel 1. Data Pengujian 3. Corong hams bersih dari kotoran yang bisa
menutup lubang.
4. Kran hams selalu dibersihkan, jika terjadi kebocoran hams segera diganti/diperbaiki. 5. Tabung kolektor/penampung air hujan
hams selalu dibersihkan dari endapan dan debu dengan jalan menuangkan air ke dalamnya dan kran dibuka.
6. Gelas penakar hams dijaga tetap bersih dan dikeringkan.[2]
HASIL DAN PEMBAHASAN a. Pengujian
Gambar 2 adalah gambar alat yang dihasilkan.
Gambar 2. Tangki Pelampung clan Power Suplay
Maksud dilakukan pengujian ini agar diketahui kineIja dari alat ukur curah hujan, baik tanpa beban atau pun berbeban sehingga dapat diketahui tegangan keluarannya. Adapun alat dan bahan yang digunakan untuk melakukan pengujian antara lain[; Multi meter. Kabel-kabel, Tespen, Beban (air), Solder Cara Pengujian
Cara dan langkah-langkah pengujian ini meliputi sebagai berikut :
NO VOLUME TINGGI TEGANGAN (ml) (mm)(volt) 1 200 204,32 ±1.205 2 400 404,36 ±0,856 3 600 604,46 ±0,567 4 800 804,71 ±0,428 5 10001004,74 ±0,069 6 12001204,94 ±0,119 7 14001405,30 ±0,148 8 16001605,36 ±0,477 9 18001805,70 ±0,526 10 20002005,81 ±0,804 11 22002206,24 ±0,764 12 24002406,32 ±1,073 13 26002607,02 ±0,740 14 28002807,08 ±1,090 15 30003008,01 ±0,549 16 32003208,01 ±0,938 17 34003409,56 ±0,223 18 36003609,56 ±0,166 19 380038011,83±1,715 20 400040011,86±1,356 21 420042011,88±0,987 BN bawah normal N normal AN
atas normal SIFAT
HUJAN
BN
N
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176 14 12 'I '" O,J$89x +2.1258 RZ"'O.~
,
t-+-+I
volume. Data uji linieritas dengan persamaan y=O,3889x+2,7258, nilai ketelitian R2=O,8899. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat diambil suatu kesimpulan sebagai berikut:
1. Telah dihasilkan 1(satu) unit alat ukur curah hujan tipe pelampung.
2. Kapasitas tanki maksimal VIola] = ± 9,79 I
dengan volume yang diijinkan =±8,2I
3. Data pengamatan uji linearitas dinyatakan dengan persamaan y=O,3889x + 2,7258, nilai ketelitianR2=O,8899.
Elektronika
volume:!ml)
Gambar I. Hasil Pengujian Untuk Hubungan Antara Tegangan Dengan Volume
Fungsi Alat
Dengan melihat latar belakang penelitian ini yaitu bahwa pemantauan cuaca sangatlah penting sebagai data dukung untuk pemantauan sebaran radioaktif di lingkungan fasilitas nuklir, (salah satunya adalah pengukuran curah hujan) dan dengan memperhatikan perkembangan dinamika atmosfer serta musim saat ini tak menentu maka kita harns mengetahui sifat-sifat hujan. Selain itu dapat untuk mengetahui tingkat keasaman air hujan. Keasaman air hujan ini merupakan parameter penting dalam pencemaran udara (kimia udara). Salah satu metode Proteksi Radiasi adalah dengan melakukan pengawasan terhadap paparan radiasi yang diterima peketja atau lingkungan agar tidak melebihi ambang batas yang diperkenankan. Sifat hujan itu sendiri adalah perbandingan antara jumlah curah hujan yang terjadi selama satu bulan dengan nilai rata-rata atau normal dari bulan tersebut di suatu tempat. HasH Pengujian
Setelah dihasilkan 1 unit alat ukur curah hujan, selanjutnya dilakukan pengujian. Dari hasil pengujian yang dilakukan, maka dapat dibahas bahwa pada saat tangki kolektor diisi dengan air (berbeban), pelampung akan naik sedikit demi sedikit sebanding dengan volume air, selanjutnya diukur tegangan keluaran. Setelah melakukan pengujian sebanyak 21 kali maka didapatkan hasil seperti pada Tabel 1, bahwa tegangan yang keluar sebanding dengan
DAFTAR PUSTAKA
1. BUDIANTO A, 1997, Petunjuk Pene1itian dan Pengembangan, Sekolah Tinggi Teknologi Nasional, Yogyakarta.
2. SOEYITNO, 1988, Spesifikasi Alat-alat Oleh BMG DEPHUB, Jakarta.
3. WAWAN RIDWAN, 1990, Petunjuk
Pengamatan Data Iklim BMG, Semarang. 4. SUMISJOKARTONO, 1984,
Praktis, Gramedia, Jakarta.
5. BMG, 2006, Prakiraan Hujan Jawa Tengah, DEPHUB, Semarang.
6. TATA SURDJA dan SHINROKU SAITO, 1984, Pengetahuan bahan teknik, Pradnya Paramita, Jakarta.
7. MALCOLM PLANT dan JAN STUART, 1985, Pengantar Ilmu Teknik Instrumentasi, Gramedia,Jakarta.
8. NOEL M MORRIS, 1987, Dasar-dasar Listrik dan Elektronika, Gramedia, Jakarta.
TANYAJAWAB Pertanyaan
1. Alat ini untuk pengukuran harian, bulanan atau tahunan ?
2. Kepresisian alat berapa ?
3. Apabila terjadi hujan lebat dan terjadi overloadberapa mililiter air yang terbuang? (Sri Mulyono)
4. Penelitian ini benar-benar dilakukan atau simulasi ?
5. Jika dibandingkan dengan alat lain bagaimana spesifikasinya ? (Giyatrni)
6. Apa yang dimaksud dengan curah hujan Im3mVtahun ? (Dwi Priyantoro)
Jawaban I. Bulanan
2. Belum diketahui
3. Alat ini belum dilengkapi perhitungan over load air, jadi belum terhitung.
4. Simulasi
5. Belum dibandingkan dengan alat yang lain. 6. Secara kumulatif dijumlahkan dari awal,
dimana setiap 100 ml setara dengan 10 ml curah hujan.
Saran
Perlu diketahui kepresisian alat tersebut, untuk memperoleh keakuratan data pemantauan lingkungan.
