Mengenal Surfaktan
Sep 17, 2013
Mikroalga Sebagai Alternatif Bahan Baku Biodisel Sumber Energi Terbarukan yang Ramah Lingkungan
Sep 20, 2013

Mengoptimalkan Pemanfaatan Pompa Hidram yang Hemat Energi untuk Pemenuhan Kebutuhan Air Bersih Masyarakat

Water-World

Sumber ilustrasi: Chenected.aiche.org

Pemanfaatan pompa hidram sebagai pompa air yang hemat energi karena tidak membutuhkan energi listrik, hanya memanfaatkan energi dari air itu sendiri telah lama dilakukan sebagian masyarakat Indonesia. Hal ini karena pompa hidram ini mudah dibuat, sederhana, dan cukup murah dalam fabrikasinya.

Pompa jenis ini sendiri sudah cukup lama ditemukan oleh John Whistehurst pada tahun 1772 M di Inggris. Teknologi ini kemudian disempurnakan oleh Joseph Michel Montgolfier, seorang berkebangsaan Perancis dengan menambahkan katup sehingga bisa bekerja secara otomatis. Namun demikian, pemanfaatan pompa hidram ini dirasa masih sangat terbatas dengan melihat luasnya wilayah Indonesia, sehingga perlu sekiranya untuk mengoptimalkan teknologi ini di masyarakat tentunya dengan perbaikan performa dan efisiensinya. 

Prinsip Kerja Pompa Hidram

Pompa hydraulic ram atau yang dikenal dengan pompa hidram ini adalah alat pemompaan secara otomatis yang memanfaatkan air untuk mengangkat sebagain aliran air ke tempat yang lebih tinggi; atau dengan perkataan lain menggunakan sejumlah besar air pada head/posisi yang rendah untuk mengangkat sebagian air ke tempat yang lebih tinggi.

Sumber energi pompa hidram berasal dari tekanan tinggi yang diakibatkan adanya fenomena pukulan air (water hammer) karena adanya perubahan kecepatan tiba-tiba dari aliran air oleh penutupan katup, sehingga pompa ini tidak memerlukan suplai energi dari luar seperti BBM atau listrik. Hal ini tentunya sangat baik untuk medukung pengembangan energi terbarukan (renewable energy) yang bebas polusi dimana isu lingkungan menjadi sangat gencar akhir-akhir ini.

Prinsip kerja dari pompa seperti terlihat pada gambar 1 dimana di dalamnya terdapat beberapa komponen seperti pipa suplai (A), katup buang (B), katup masuk (C), tabung udara (D), dan pipa hantar. Sistem kerja diawali dengan aliran air dari sumber masuk melalui pipa suplai dan keluar melalui katup buang. Naiknya kecepatan aliran akan mendorong katup buang ke atas hingga tertutup dan menghentikan aliran air dari pipa suplai. Hal ini menyebabkan terjadinya fenomena pukulan air sehingga tekanan naik secara drastis. Kenaikan tekanan ini akan membuka katup masuk sehingga terjadi aliran menuju pipa hantar.

Aliran air inilah yang diharapkan dari pompa ini dan dapat digunakan untuk konsumsi kita sesuai dengan kebutuhannya. Aliran ini menyebabkan tekanan kembali turun dan akhirnya karena pengaruh beratnya sehingga katup tertutup kembali. Ini diikuti pembukaan katup buang yang juga dipengaruhi oleh beratnya, sehingga air akan mengalir kembali melalui katup ini dan begitulah seterusnya silklus akan terjadi dengan cepat. Dengan prinsipnya tersebut membuat pompa hidram ini dapat bekerja terus selama 24 jam tanpa henti. Efisiensi keseluruhan dapat diperoleh secara baik. Lebih dari 50% energi dari aliran air dapat dipindahkan ke aliran kiriman.

Prinsip kerja pompa hidram

Gambar 1. Prinsip kerja pompa hidram

Untuk mendesain pompa hidram perlu dilakukan survei lapangan untuk mendapatkan data-data yang menjadi parameter desain pompa. Beberapa data yang perlu didapatkan adalah :

  • Aliran sumber air

Data ini berupa debit sumber air yang ada pada kondisi normal dan pengukuran harus dilakukan pada musim kering karena pada saat itulah terjadi debit minimum.

  • Head air suplai

Ini dengan melihat sejauh mana ketinggian sumber air terhadap lokasi pompa hidram dan kemiringan lokasi di bawah sumber air.

  • Head penampung

Tinggi dari sumber air ke tempat yang diharapkan untuk suplai air perlu diketahui untuk memperkirakan penempatan pompa hidram.

  • Kebutuhan air

Ini diestimasi berdasarkan populasi penduduk atau luas lahan pertanian yang akan dilayani atau kebutuhan lainnya sesuai dengan kondisi tiap-tiap daerah.

Gambar 2

Gambar 2. Dua contoh model pompa hidram yang sedang dikembangkan Jurusan Teknik Mesin Universitas Janabadra.

Yang juga perlu dipertimbangkan adalah jumlah penggunaan pompa, menggunakan satu pompa besar atau beberapa pompa kecil yang disusun secara paralel. Penggunaan beberapa pompa kecil memberikan beberapa keuntungan antara lain :

  • Tiap pompa dapat diset untuk efisiensi yang tinggi
  • Apabila debit sumber air turun, maka salah satu atau beberapa pompa dapat dihentikan, sedangkan pompa lainnya tetap hidup dengan performa yang tetap.
  • Apabila ada kerusakan pompa dapat diperbaiki secara bergantian tanpa harus menghentikan seluruh aliran air.
  • Ukuran pipa yang lebih kecil mudah didapatkan dan dengan harga terjangkau dibandingkan pipa dengan ukuran besar.
  • Tinggi angkat maksimum secara umum lebih tinggi pada pompa yang lebih kecil.

Untuk meningkatkan efisiensi atau unjuk kerja pompa hidram perlu dilakukan pengaturan dalam desainnya. Efisiensi dari pompa hidram tergantung dari hal-hal berikut :

  • Kehilangan tekanan dalam pipa
  • Kehilangan tekanan di dalam pompa hidram
  • Rasio panjang pipa suplai dengan tinggi jatuh air
  • Rasio tinggi angkat dengan tinggi jatuh air

Pada kenyataannya seringkali terjadi efisiensi yang rendah pada pompa hidram yang disebabkan oleh beberapa hal diantaranya : 1) gesekan yang tinggi dan kehilangan tekanan tambahan pada pipa suplai dan katup dan 2) kehilangan energi kinetik kaitannya dengan air yang meninggalkan katup buang. Efisiensi pompa hidram dapat diperbaiki dengan menurunkan kecepatan rata-rata. Ini dapat diatasi dengan mengurangi tinggi pengangkatan katup buang (ini membatasi kecepatan maksimum dalam pipa suplai dan karenanya menurunkan kecepatan rata-rata aliran.

Contoh aplikasi pompa hidram di Wonosobo, Jawa Tengah.

Gambar 3. Contoh aplikasi pompa hidram di Wonosobo, Jawa Tengah.

Dengan teknologi pompa hidram yang cukup sederhana ini diharapkan semakin banyak masyarakat yang bisa mengaplikasikannya untuk memenuhi kebutuhan air bersihnya, sehingga permasalahan air bersih dapat segera diatasi. Dukungan pemerintah dalam hal ini pemerintah daerah sangat diperlukan untuk mendukung pemanfaatan teknologii ini, khususnya dalam mendatangkan tenaga-tenaga ahli yang memahami teknologi pompa hidram ini. Sehingga permasalahan air bersih yang seringkali melanda beberapa wilayah dapat teratasi dengan lebih baik.

 

Mochamad Syamsiro,ST, M.Eng

Dosen Pengajar di Jurusan Teknik Mesin, Universitas Janabadra, Yogyakarta

 

Referensi

Ismanto, Syamsiro, M., Surono, U.B., Pengaruh Volume Tabung Udara dan Langkah Katup Hantar Terhadap Efisiensi Pompa Hidram, Jurnal Janateknika Fakultas Teknik Universitas Janabadra Yogyakarta, Vol. 10 No. 2, 2008.

Mohammed, S.N., Design and Construction of a Hydraulic Ramp Pump, Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies, July-December, 2007, pp. 59-70.

Syamsiro, M.,and Surono, U.B., Studi Eksperimental Unjuk Kerja Pompa Hidram Sebagai Pompa Air Hemat Energi, Prosiding Seminar Nasional Penerapan Teknologi Untuk Meningkatkan Kesejahteraan Masyarakat, UTY Yogyakarta, April 2008.

Taye, Teferi, Hydraulic Ram Pump, Journal of the ESME, Vol. II, No. 1, Juli, Ethiopia, 1998.

Tessema, A.A., Hydraulic Ram Pump System Design and Aplication, ESME 5th Annual Conference on Manufacturing and Process Industry, September, Ethiopia, 2000.

 

Beranda Inovasi
Beranda Inovasi
BERANDA INOVASI adalah portal online yang menyajikan informasi di bidang teknologi inovasi, artikel ilmiah populer, dan isu-isu seputar pangan, energi, serta lingkungan.

5 Comments

  1. luar biasa..patut di terapkan

  2. luar biasa..patut di terapkan

  3. Santoso says:

    good, sangat bermanfaat

  4. Pump hidram sangat membantu……untuk kelanjutan air..contoh d desa kami biasany kekurangan air bersih sekarang dah tecukupi dgn ada ny pump hidram….mata air yg dulunya hutan gundul sekarang terawat d tanami lagi pepohonan semenjak ada kelompok pump hidram airny dmusim kemarau jd tetap ga berkurang dbitnya …..yg untung banyak pihak…irigasi pertanian…sampai k waduk yg ada plta ny….sayang sekali klu pemerintah ga ada respon n sering pump hidram

Leave a Reply