SIFAT FISIKA MEKANIKA DAN POTENSI KAYU HITAM (Diospyros pilosanthera Blanco) DI CAGAR ALAM TANGKOKO, SULAWESI UTARA
III. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Sifat Fisika
Jenis kayu eboni yang diujikan merupakan kayu tumbang yang belum lama sehingga akan mempengaruhi kadar air basahnya, sehingga kadar air basah yang didapat bukanlah kadar air segar sebenarnya. Penyebab tumbang diduga disebabkan oleh adanya angin karena akar tercerabut. Kondisi tapak berada pada kelerengan yang landai.
Sampel kayu memiliki warna putih bergaris-garis hitam seperti zat ekstraktif. Garis tersebut seperti ornament bebas, sehingga memberi warna yang unik. Bau dari kayu eboni tidak memiliki karakter yang spesifik. Serat kayu relatif lurus, sehingga menimbulkan kilap. Tekstur halus, kesan raba halus, kayu keras dan berat. Hasil pengujian sifat fisika kadar air dan berat jenis disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Kadar air dan berat jenis kayu pada beberapa kondisi.
Hasil pengujian kadar air basah berkisar 11,65% pada daerah sekitar kulit hingga 60,47% pada daerah dekat empulur, sehingga kadar air rata-rata pada saat basah menjadi kecil. Hasil pengujian berat jenis D.
pilosanthera saat kering tanur berkisar antara 0,627-0,667. Sampel yang diuji menunjukan bahwa pada daerah tengah kayu memiliki berat jenis lebih tinggi daripada daerah empulur dan kulit, lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 2. Menurut Den Berger (1923) dalam Idris (2008), nilai berat jenis ini diklasifikasikan ke dalam golongan kelas kuat II karena berada pada kisaran 0,6-0,9.
58 | Seminar Nasional Mapeki XV (6-7 November 2012), Makassar
Gambar 2. Berat jenis dari dekat hati ke kulit
Nilai perubahan dimensi dan rasio dilakukan pengukuran pada tiga kondisi yaitu pada saat segar, kering udara dan kering tanur. Hasil penghitungan disajikan pada Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 3. Perubahan dimensi dan ratio t/r pada tiga kondisi.
Ratio T/R pada ketiga perubahan kondisi memiliki angka di bawah 2. Menurut Sasmuko (2010), karakter rasio <2 menunjukkan bahwa kayu tersebut relatif mudah diolah baik dalam proses pengeringan maupun proses pemesinannya selain itu menunjukan bahwa stabilitas dimensi relatif stabil. Lebih jelas menurut Kasmudjo (2010), kisaran nilai rasio T/R 1,30–1,49 merupakan kayu stabil, mudah dikerjakan dengan hasil finishing memadai dan mempunyai peluang cukup baik sebagai bahan mebel dan kerajinan.
b. Sifat Mekanika
Sifat mekanika merupakan salah satu sifat penting yang harus diketahui dalam pengolahan hasil hutan kayu. Menurut Idris (2008), sifat mekanis merupakan keteguhan atau kekuatan kayu dalam menahan beban diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan contoh uji. Hasil pengujian sifat-sifat mekanika yang dapat dilakukan pada sampel yang didapat meliputi 1) Keteguhan lengkung statik, 2) Keteguhan Tekan sejajar serat, 3) Keteguhan tekan tegak lurus serat, 4) Keteguhan geser sejajar serat.
Tabel 1. Rata-rata nilai keteguhan lengkung statik
Keteguhan Lengkung Statik MoE ( x10³ kg/cm²) MOR (kg/cm²) Tegangan Batas Proporsi (kg/cm²)
Dekat Hati 121,17 1.026,62 834,37
Tengah 131,08 1.034,41 955,51
Dekat kulit 144,44 1.015,69 737,71
Rata-rata 132,23 1.025,57 842,53
Berdasarkan Tabel 1 di atas, rata-rata nilai MOR (modulus of repture) menurut Den Berger (1923) dalam Idris (2008) tergolong dalam kelompok kayu dengan kelas kuat II yaitu berkisar antara 725–1.100
Seminar Nasional Mapeki XV (6-7 November 2012), Makassar | 59 kg/cm2, sedangkan berdasarkan nilai tegangan batas proporsi dikelompokan dalam kelas kuat I karena lebih dari 650 kg/cm2. Lebih jelas untuk melihat kekuatan kayu terhadap pembebanan dapat dilihat Gambar 4.
Gambar 4. Grafik deformasi kayu beberapa sampel saat uji lengkung statis
Berdasarkan Gambar 4 diatas, pada saat beban mencapai tegangan pada batas proporsi, grafik semua sampel yang diuji hanya 1 yang menunjukan terjadinya grafik menurun drastis. Hal ini dapat diketahui bahwa kayu ini memiliki keuletan yang tinggi karena deformasi terjadi tidak terlalu signifikan. Grafik yang mengalami penurunan drastis terjadi pada sampel yang paling dekat dengan hati. Kayu dekat empulur/hati merupakan kayu yang mengalami perubahan berat jenis atau seringg disebut kayu juvenile, sehingga kekuatannya masih relatif belum stabil.
Gambar 5. Rerata keteguhan tekan pada beberapa posisi horizontal
Hasil pengujian pada Gambar 5 menunjukkan bahwa keteguhan sejajar serat memilikki nilai paling tinggi kemudian disusul tegak lurus dan geser. Hal ini menunjukan bahwa kayu D. pilosanthera memiliki kekuatan terbaik saat menahan beban sejajar serat seperti untuk tiang. Nilai kekuatan ini hampir mencapai dua kali lipat dari kekuatan menahan beban secara tegak lurus dan dibanding pada keteguhan geser, nilai sejajar serat hampir mencapai empat kali lipatnya.
c. Kualitas Kayu D. pilosanthera Bakh dibanding dengan Diospyros celebica Bakh dan kayu sekelasnya
Dunia perdagangan eboni yang selama ini kita kenal adalah kayu dari famili Ebenaceae dengan species Diospyros celebica.Jenis ini endemik Sulawesi dan merupakan jenis eboni paling sempit daerah persebarannya yaitu tersebar di daerah Parigi, Poso, Donggala, Maros, Maluku dan Mamuju (Alrasyid, 2002).
Jenis D. celebica tumbuh baik pada ketinggian kurang dari 400 mdpl dan berada pada punggung-punggung bukit. Jenis ini merupakan kayu mewah kebanggaan Indonesia dan diekport dengan harga yang tinggi.
Puncak volume ekspor selama kurun waktu 1969 sampai 1982 menurut Sanusi (2002) mencapai 114.341,678 m3, sehingga menyebabkan populasi eboni semakin terbatas. Oleh karena itu, sekarang dilindungi oleh pemerintah daerah setempat dan pernah diusulkan untuk masuk dalam Apendix II CITES.
60 | Seminar Nasional Mapeki XV (6-7 November 2012), Makassar
Perbandingan sifat fisika–mekanika pada Tabel 2 di bawah ini akan menunjukan bahwa kayu D. pilosanthera memiliki potensi yang baik.
Tabel 2. Perbandingan sifat fisika mekanika kayu eboni D. pilosanthera dan D. celebica Bakh (Martawijaya et al., 2005)
No. Sifat/karakteristik D. celebica D. pilosanthera
1.
2.
Fisika Berat Jenis
Penyusutan T/R 1,09 (1,01–1,27)
1,25% 0,628 (0,57-0,65)
3,27%
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Mekanika
Keteguhan lentur pada batas proporsi (kg/cm2) Modulus of Rapture (kg/cm2)
Modulus of Elasticity (1000 kg/cm2) Keteguhan sejajar serat (kg/cm2) Keteguhan tegak lurus serat (kg/cm2) Keteguhan geser sejajar serat (kg/cm2)
b 633 / k 786 b 921 / k 1.130 b 134 / k 150 b 435 / k 614 b 44,3 /k 72,6 (Radial) b 46,8 /k 56,9 (Tangensial) b 84,9 /k 57,7 (Radial) b 100,4 / k 64,6 (Tangensial)
842,53 (737,71– 955,51) 1.025,57 (1.015,69–1.034,41) 132,23 (121,17–144,44) 446,02 (420,79– 470,46) 255,59 (242,63– 276,79) 130,75 (128,31–134,34)
Berdasarkan data Tabel 2, nampak bahwa berat jenis D. pilosanthera jauh di bawah D. celebica. Berat jenis merupakan indikator utama dalam menentukan kelas kuat suatu kayu. Menurut Suryawan (2009), berat jenis berbanding terbalik dengan kecepatan pertumbuhan, semakin cepat pertumbuhan akan menyebabkan penurunan berat jenis. Berdasarkan berat jenis tersebut dapat diketahui bahwa D. pilosanthera memeliki riap pertumbuhan yang lebih tinggi, sehingga berat jenis hasil pembentukannya rendah. Tinggi berat jenis akan berpengaruh terhadap keawetan kayu terhadap deteriorasi kayu, umur pakai dan proses pengerjaan kayu.
Semakin tinggi berat jenis, maka kualitas hasil pemesinan seperti pembentukan, pemboran, penyerutan, pembubutan, pengampelasan akan semakin tinggi. Namun berat jenis mempengaruhi energi yang digunakan dalam pengerjaan, semakin tinggi berat jenis akan menyebabkan energy yang dibutuhkan untuk suatu jenis pengerjaan semakin tinggi. Berat jenis kayu juga berpengaruh terhadap proses perpindahan (pengiriman, pengangkutan)
Pada sifat mekanika, keteguhan lentur pada batas proporsi, MOR dan MOE kedua jenis menunjukan nilai yang relatif mendekati. Nilai keteguhan pada batas proporsi D. pilosanthera lebih besar daripada D.
celebica, sedangkan MOR dan MOE memiliki nilai di bawahnya namun masih kisaran nilainya masih saling bersinggungan. Hal ini menunjukan bahwa D. pilosanthera juga memiliki keteguhan cukup tinggi terhadap tekanan.
Dibandingkan dengan jenis kayu sekelasnya (kelas kuat II) seperti kayu jati (Tectona grandis) menurut Martawijaya (1981) memiliki keteguhan pada batas proporsi mencapai 718 (kg/cm2), MOR 1.031 (kg/cm2) dan MOE 127,7 (1.000kg/cm2), maka kayu D. pilosanthera memiliki keunggulan pada sifat keteguhan pada batas proporsi dan MOE-nya. Berdasarkan berat jenisnya, jati lebih tinggi yaitu 0,677 (0,62–0,75) sedangkan D.
pilosanthera hanya 0,628. Perbandingan ini menunjukan bahwa D.pilosanthera merupakan kayu yang baik berdasar sifat mekanika dan pertumbuhaannya diduga lebih cepat daripada jati maupun D. celebica.
Pemanfaatan kayu eboni (D. celebica) adalah sebagai kayu istemewa sehingga banyak dimanfaatkan sebagai face (plywood), mebel kelas mewah, alat music (biola, gitar), bahan konstruksi dan bahan yang membutuhkan kekuatan tinggi seperti kapal (Sumiasri dan Setyowati, 2006). Sedangkan jati menurut Martawijaya (1981) dapat digunakan sebagai bahan konstruksi seperti tiang, gelagar, rangka atap, kusen, jendela, pintu, gelagar, kayu perkakas, bantalan rel kereta, mebel, kapal dan berbagai peralatan yang membutuhkan deformasi yang kecil. Melihat potensi kedua jenis kayu tersebut, D. pilosanthera diduga dapat dimanfaatkan sebagai bahan konstruksi, parquet, plywood (face), perkakakas dan berbagai tipe mebel bailk indoor maupun outdoor.