DESAIN DAN PENGEMBANGAN MATERIAL KINCIR TAMBAK DARI KOMPOSIT POLIMER GFRP Indra Mawardi, Sumardi, Turmizi Dosen Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe
ABSTRAK Aerator berfungsi sebagai penghasil gelembung air yang menghasilkan oksigen untuk kebutuhan ikan atau udang di dalam tambak. Tujuan dari riset adalah diperoleh desain sudu aerator yang memenuhi kriteria ; dapat diperbaiki, diganti, ringan dan dapat menghasilkan gelembung air yang banyak dengan putaran dan daya mesin yang sekecil mungkin. Metode pembuatan sudu kincir Glass Fiber Reinforced Plastics (GFRP) adalah secara hand lay up dengan tiga lapisan serat (laminat). Sebagai bahan utama (matriks) digunakan polyester resin tak jenuh (unsaturated polyester resin) type BTQN 157 EX, dan serat E glass jenis Chop Strand Mat (CSM) sebagai serat (fiber). Sudu GFRP dibuat dengan dua bentuk lubang yaitu, segi empat dan lonjong. Kekuatan (sifat mekanik) material sudu GFRP dilakukan melalui uji tarik dan pengujian kinerja untuk melihat kemampuan sudu GFRP yang diproduksi. Pengujian kinerja dilakukan langsung di tambak, dengan kedalaman sudu terhadap air 80 mm dan putaran poros kincir 90 rpm. Dari hasil rancangan dan pengujian yang dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain : sudu aerator diproduksi dari material GFRP dengan dimensi sudu 180 x 15 x 5 mm dan jumlah lubang 15 buah, diameter lubang persegi empat 20 mm dan lonjong 15 mm, berat sudu GFRP (0,2 s.d 0,25 kg) lebih ringan dibandingkan sudu pabrikan (0,5 kg) sehingga dapat meringankan daya motor, kekuatan tarik statis material sudu komposit GFRP adalah 52,20 MPa, dan hasil uji kinerja menunjukan sudu pabrikan masih lebih baik dalam menghasilkan gelembung air dibandingkan sudu GFRP yang diproduksi, dan dari perbandingan kinerja sudu GFRP, bentuk lubang lonjong lebih baik dibandingkan bentuk lubang segi empat. Kata kunci: Tambak, kincir aerator, sudu pabrikan, GFRP, segi empat, lonjong ABSTRACT Aerator function as producer of water bubble yielding oxygen for the requirement of fish or prawn in fishpond. The research obtained desain blade of aerator fulfilling criterion ; repairable, changed, light and can yield the water bubble which is a lot of with the rotation and machine energy which as small as possible. Method of Making of blade of aerator of Glass Fiber Reinforced Plastics (GFRP) is handlay up with three fibre laminat. Matriks used unsaturated polyester resin type BTQN 157 EX, and E glass of type of Chop Strand Mate (CSM) as fibre. GFRP blade made with two hole form that is, square and ellipse. Mechanical properteis of GFRP blade material done tention strenght. Performance test done in fishpond, with the deepness of blade to water 80 mm and rotation of wheel 90 rpm. From result of design and test : blade of aerator produced from material GFRP with the dimension sudu 180 x 15 x 5 mm and sum up the hole 15, diameter of square hole 20 mm and ellipse 15 mm, heavy GFRP blade is 0,2 s.d 0,25 kg and manufacturer blade ( 0,5 kg) so that can lighten the motor energy, tention strength composite material GFRP blade is 52,20 MPa and from comparison of performance GFRP blade, form the compared to better ellipse hole form of square hole Keyword: Fishpond, aerator, blade, manufacturer, GFRP, square, ellipse
1.
PENDAHULUAN Daerah Nanggroe Aceh Darussalam merupakan daerah yang memiliki perairan yang lebih luas dibandingkan daratan. Daerah perairan tersebut dapat berupa lautan maupun daerah pertambakan ikan dan udang. Khususnya daerah-daerah Aceh Utara, Aceh Timur, Bireun dan Pidie, memiliki tambak yang cukup luas. Tambak-tambak tersebut ada yang dikelola secara alami dan ada yang secara intensif. Pada
tambak-tambak intensif, kincir air merupakan satu alat yang sangat penting. Kincir air (aerator) disini berfungsi sebagai penghasil gelembung air yang menghasilkan oksigen untuk kebutuhan ikan atau udang di dalam tambak. Desain lubang sudu sangat menentukan banyaknya gelembung air yang dihasilkan. Sudu-sudu yang terdapat pada kincir air yang diproduksi oleh pabrik sangat sulit
1
didapat secara terpisah jika kita perlu penggantian sudu yang rusak. Disamping itu jumlah lubang dan type lubang yang digunakan selama ini hanya berbentuk silinder (bulat). Melihat permasalahan tersebut, maka peneliti tertarik untuk meneliti lebih lanjut mengenai desain dan pengembangan material sudu. Dalam penelitian ini akan dikembangkan material sudu dari bahan komposit polimer yang diperkuat serat gelas (GFRP) dengan desain yang baru.
2.
TUJUAN PENELITIAN Tujuaan dari penelitian ini adalah diperoleh desain sudu untuk kincir air tambak yang memenuhi kriteria; dapat diperbaiki, diganti, ringan dan dapat menghasilkan gelembung air yang banyak dengan putaran dan daya mesin yang sekecil mungkin dan mendapatkan data/informasi kekuatan terutama tarik statis material komposit GFRP, yang dapat dijadikan referensi bagi produsen sudu kincir air nantinya.
3. LANDASAN TEORI 3.1 Kincir Tambak Kemampuan mempertahankan kualitas air sangat diperlukan dalam usaha budidaya udang dan ikan, karena itu kualitas air merupakan kunci dari kemampuan produksi. Persyaratan kualitas air tersebut adalah tersedianya oksigen yang terlarut di dalam air tambak. Untuk keperluan penambahan oksigen pada tambak digunkan peralatan berupa kincir tambak (aerator). Kincir tambak atau aerator yang sering digunakan di daerah Aceh Utara beberapa jenis, seperti yang terlihat pada gambar 1. Bentuk dari kincir tambak tersebut ada yang mempunyai sudu tetap (tidak bisa dibuka-buka) dan ada yang mempunyai konstruksi sudu yang dapat diganti-ganti.
Gambar 1 Bentuk-bentuk kincir tambak Solichin dkk (2007) dalam pengabdian kepada masyarakatnya telah berhasil mengembangkan desain aerator yang meliputi; ukuran diperkecil 13 x 16 cm dengan jumlah lubang 12. berat sudu kincir 2,25 kg, dan lubang berbentuk bulat berdiameter 15 mm. Berdasarkan hasil uji kinerja aerator di lapangan kedalaman sudu masuk dalam air yang optimal adalah 30 mm pada putaran 100 rpm.
3.2 Komposit Kebanyakan bahan teknik merupakan kombinasi dari dua atau lebih material pada skala mikroskopik, yang berguna untuk mendapatkan sifat-sifat oprimumnya. Sedangkan material komposit dibentuk pada skala makro, khususnya yang berhubungan dengan komponen-komponen teknik yang terdiri dari dua atau lebih penggabungan material guna mendapatkan hasil yang lebih baik dari sifat-sifat material tunggalnya. Sebenarnya tidak ada definisi yang tepat pada material komposit, salah satunya seperti yang dikemukakan oleh Jones (1975), material komposit merupakan gabungan dua atau lebih material yang berbeda secara makroskopik membentuk suatu material baru yang lebih berdaya guna. Ikatan antara kedua unsur tersebut adalah ikatan adhesif yaitu ikatan interface antara dua unsur material yang berbeda. Kekuatan ikatan tersebut adalah sangat penting karena akan mempengaruhi sifat material komposit yang terbentuk. Sifat mekanik bahan komposit seperti kekuatan, kekakuan, keliatan dan ketahanan sangat tergantung dari geometrinya dan sifatsifat dari jenis penguatnya. Komposit serat memiliki keunggulan dalam hal ketahanan terhadap aus dan suhu yang tinggi walaupun kekuatan dan ketahanan retaknya lebih rendah., namun hal itu dapat diperbaiki dengan penguatan tertentu, (Hull:1981). Suatu material komposit memiliki sifat-sifat mekanik dan fisik yang unggul dan unik karena material ini menggabungkan sifatsifat yang diinginkan dan mengeliminasi sifatsifat yang tidak dikehendaki dari materialmaterial penyusunnya, (Gibson: 1994). Indra (2004) dalam penelitian tentang komposit polimer dengan penambahan talkum sebagai filler menghasilkan, pengisian talkum sebanyak 25% dari berat resin sesuai untuk diterapkan pada material komposit serat sabut kelapa ditinjau dari perbandingan aspek unjuk kerja dan biaya pembuatan material komposit, dibandingkan dengan penambahan talkum 0% dan 15%. Indra (2004) juga melakukan penelitian tentang komposit polimer dengan memodelkan bentuk kepala manusia (headform) dari bahan komposit polimer dan responnya terhadap beban impak. Penelitian ini menghasilkan properteis headform mempunyai kekuatan tarik rata-rata 80,38 MPa, modulus elastisitas, E=6,689 GPa dan massa jenis headform adalah 1555 kg/m3. Headform telah diuji responnya terhadap beban impak kecepatan tinggi. Integritas struktur headform yang diukur secara teknik dua gage diperoleh headform mampu menyerap tegangan impak sampai dengan 10,32 MPa pada ID 200
2
dan tekanan 0,4 MPa dengan faktor transmisi tegangan rata-rata 11,16%. Kaban (2003) dalam penelitiannya tentang teknik pengukuran kekuatan tarik impak pelat komposit GFRP, juga menguji kekuatan tarik statis pelat komposit dengan enam lapis serat E-glass dan dengan variasi Assimetris, CSM dan WR. Hasil pengujiannya menunjukan bahwa variasi Assimetris memiliki kekuatan tarik rata-rata 102.101 Mpa, dengan Modulus elastisitas 9.584 GPa, variasi kekuatan tarik dan modulus elastisitas CSM berturut-turut 132.248 MPa dan 13.646 GPa, dan variasi WR sebesar 104.90 MPa dan E = 11.615 GPa. 3.2.1 Serat Pada prinsipnya komposit komposit dapat terbentuk dengan berbagai kombinasi dari dua atau lebih material, seperti logam, bahan organik dan bahan anorganik. Walaupun kemungkinan kombinasi bahan pada komposit tidak dibatasi, tetapi secara garis besar unsurunsur pembentuk komposit adalah penguat (serat atau partikel) dan matriks. Di dalam material komposit serat berfungsi sebagai penguat, pengisi dan penerus tegangan kesepanjang komponen dengan mempertimbangkan interface antara serat dan matrik. Jenis-jenis serat yang digunakan sebagai penguat pada material komposit secara umum dapat dibagi dua jenis, yaitu serat organik dan anorganik. Serat kaca termasuk serat anorganik yang paling banyak digunakan untuk memproduksi material komposit. Komposit merupakan komponen rekayasa skala makro (engineering macroscale), yang tersusun dari kombinasi dua atau lebih material yang menghasilkan kemampuan (properties) yang lebih baik daripada bila komponen itu berdiri sendiri. Kelakuan komposit adalah sangat kompleks karena sangat tergantung pada bagaimana masing-masing komponen material dikombinasikan. Kemampuan mekanis secara keseluruhan dapat saja menjadi sangat berbeda walaupun komponen penyusunnya sama, tetapi proses pembuatannya berbeda. Dikarenakan penggunaan komposit yang luas dalam bidang kehidupan, maka kerusakan kecil yang terjadi padanya seperti kerusakan serat (fiber breaking), keretakan matriks (matrix cracking), berpisahnya lapisan antara (interface debonding), delaminasi (delamination), dan lain-lain; yang mana mekanisme ini tidak boleh diabaikan didalam memperhitungkan kemampuannya (Sih, G. C, 1988).
3.2.2 Serat kaca Komponen serat kaca yang paling umum digunakan adalah silika (Si02) dengan disertai penambahan-penambahan osida seperti kalsium, boron, natrium, besi dan aluminium. Serat kaca memiliki struktur tak berbentuk sama sekali pada tiap-tiap tingkat jarak jangkauan yang merupakan karakteristik dari suatu material kristalin. Bahan serat yang umum dipakai sebagai penguat pada komposit sangat bervariasi, dimana penggunaannya tergantung pada jenis operasional dari komposit tersebut. Salah satu serat sintetis yang umum di pakai (Warner, 1995) adalah serat E-glass. Kemampuan mekanis serat E-glass (Fried, 1995) ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1. Sifat mekanik serat jenis E-glass Sifat mekanis Diameter
Satuan m
Densitas
g.cm-2
Modulus elastisitas Kekuatan tarik Elongation
kg/mm2 kg/mm2 %
Harga 12 2.53 – 2.60 7300 350 4.8
3.2.3 Matriks Matriks merupakan bahan yang digunakan untuk membalut, menyatukan penguat tanpa bereaksi secara kimia dengan bahan penguat. Matriks berfungsi sebagai penahan, pelindung, pembagi serta mempengaruhi penampilan dari suatu material komposit. Matriks yang umum digunakan adalah resin termoset dan resin termoplastik. Resin yang banyak digunakan adalah polyester. Menurut Austin (1984), keunggulan polyester sebagai salah satu bahan plastik antara lain; ketangguhan, ketahanan terhadap air dan korosi, kemudahan untuk difabrikasi, jumlah warna yang banyak, harga yang relatif murah. Resin polyester dapat dimasukan ke dalam kedua kelompok termoplastik dan termosetting. merupakan salah satu Matriks yang digunakan adalah polyester resin tak jenuh (unsaturated polyester resin), mempunyai struktur yang lebih kompleks dari pada material logam ataupun keramik. Resin ini mempunyai rantai kimia seperti pada gambar 2. Berat molekul dari jenis ini adalah 2,500 g / mol (umr.edu, 2003).
3
sudu GFRP. Mould atau cetakan sudu dibuat dari kayu dan pelat stanless steel.
Gambar 2 Molekul unsaturated polyester resin Kemampuan mekanis dari Unsaturated Polyester resin adalah seperti diperlihatkan pada tabel 2, (Chawla, 1987). Tabel 2 Sifat mekanik Unsaturated Polyester Resin BQTN 157-EX Sifat mekanis Berat Jenis Modulus elastisitas Kekuatan tarik statis Elongation
Satuan Mgm-3 kg/mm2 kg/mm2
Harga 1.215 300 5,5
%
1.6
3.3 Perhitungan Sifat Mekanik (uji tarik) Bila beban tarik bekerja pada sebuah batang lurus, maka akan terjadi regangan yang disertai dengan timbulnya tegangan di luasan penampang pada sebuah elemen di batang tersebut. Intensitas beban (gaya per satuan luas) tersebut adalah tegangan (S). 4
METODOLOGI Metode yang ditawarkan untuk menyelesaikan permasalahan yang didapat adalah dengan mendesain dan memproduksi sudu kincir tersebut. Desain sudu kincir GFRP adalah sama dengan bentuk sudu kincir pabrikan (Gambar 3), tetapi dilakukan modifikasi dari bentuk lubang dan jumlah lubang hempasan air .
Gambar 3 Bentuk sudu pabrikan 4.1 Metode Pembentukan Sudu GFRP Metode pembuatan sudu kincir Glass Fiber Reinforced Plastics (GFRP) adalah secara hand lay up dengan tiga lapisan serat (laminat). Sebagai bahan utama (matriks) digunakan polyester resin tak jenuh (unsaturated polyester resin) type BTQN 157 EX, dan serat E glass jenis Chop Strand Mat (CSM) sebagai serat (fiber). Disamping bahan utama juga digunakan catalys (hardener) sebagai pengeras, aseton sebagai pembersih, pewarna dan wax sebagai pelapis. Gambar 4 dipelihatkan bahan dan peralatan yang digunakan untuk pembuatan
Gambar 4 Bahan dan peralatan pembuat sudu kincir GFRP Pada proses pencetakan spesimen, serat gelas yang berfungsi sebagai penguat dimasukan ke dalam cetakan dan kemudian dituangkan resin poliyester tak jenuh yang telah dicampur dengan hardener. Jumlah hardener yang digunakan adalah sebanyak 1% dari jumlah resin.
4.2 Prosedur Pengujian 4.2.1 Pengujian sifat mekanik Untuk mengetahui kekuatan dari kedua material yaitu material sudu pabrikan dan GFRP, maka dilakukan pengujian tarik dari kedua material tersebut. Spesimen uji dari komposit GFRP dibentuk dari dua bahan utama, yakni polyester resin tak jenuh (unsaturated polyester resin) type BTQN 157 EX sebagai matriksnya dan serat kaca (glass) sebagai serat (fiber). Spesimen uji pelat komposit GFRP diproduksi dengan metode hand lay-up dengan bentuk laminat, yang terdiri dari tiga lapisan serat CSM. Setelah proses pencetakan selesai maka dilakukan pemotongan pelat komposit dengan gergaji dan pembentukan sesuai dimensi spesimen dengan menggunakan mesin CNC TU 3-A. Spesimen dibentuk mengikuti standard ASTM D3039 untuk spesimen uji tarik (Gambar 5). 12,5
38
155 231
.
Unit : 3.2
250
t
Gambar 5. Dimensi spesimen uji tarik statik
4
4.2.2 Pengujian performance Indikator keberhasilan dari produk kincir GFRP desain baru tidak hanya diukur dari kekuatan sifat mekanik. Keberhasilan desain baru dengan merubah bentuk lubang dan jumlah lubang percikan air diuji secera langsung di tambak. Banyaknya percikan atau gelembung air yang timbul saat dioperasikan pada putaran yang sama dibandingkan antara kincir air buatan pabrikan dan hasil modifikasi.
5 HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Manufakturing Prototipe Melalui redesain sudu kincir pabrikan dan dengan metode pembuatan secara hand lay up maka, telah diproduksi sudu kincir Glass Fiber Reinforced Plastics (GFRP). Sudu kincir GFRP yang diproduksi terdiri dari 15 (lima belas) buah lubang dengan type lubang yang berbeda. Type pertama berbentuk lonjong (Gambar 6) dengan diameter 15 mm dan type kedua berbentuk persegi empat dengan diameter 20 mm (Gambar 7).
5.2 Hasil Uji Coba 5.2.1 Analisa tegangan statis komposit GFRP secara teori (mikromekanik) Perhitungan kekuatan material komposit secara mikromekanik perlu dilakukan sebagai tolok ukur sebelum dilakukan pengujian secara eksperimen. Didasari properteis material matriks dan serat maka kekuatan tarik analisis teori (mikromekanik) dapat dihitung. Besar tegangan tarik statis kompsit dihitung berdasarkan rumus (Hull,1988):
f V f m (1 V f )
5.1)
dimana : σf = Tegangan tarik serat σm = Tegangan tarik matriks Vf = Volume serat Vm = Volume matriks Maka diperoleh : σCSM = 350 x 0.1437 + (5.5 x (1-0.1437)) = 50.29 + 4.71 = 55 MPa 5.2.2 Pengujian tarik statik eksperimen Gambar 9 memperlihatkan bentuk spesimen uji tarik hasil proses pencetakan dan pembentukan.
Gambar 6. Sudu kincir type pertama dengan bentuk lubang lonjong
Gambar 9. Spesimen uji tarik material GFRP
Gambar 7. Sudu kincir type kedua dengan bentuk lubang persegi empat Untuk merakit sudu-sudu kincir tersebut diperlukan sebuah rangka sudu, sudusudu GFRP yang telah terpasang pada rangka kincir dan siap untuk diuji performance dapat dilihat pada gambar 8
Gambar 8 Kincir GFRP
Pada penelitian ini untuk mengetahui sifat mekanik dari material GFRP sudu kincir dilakukan pengujian tarik statik. Harga kekuatan tarik ( ) spesimen pelat GFRP sudu kincir diperoleh berdasarkan pencatatan hubungan grafik beban F dan pertambahan panjang l . Gaya F yang dihasilkan diubah ke bentuk tegangan, dengan cara membagi gaya F dengan luas penampang daerah pengukuran. Sementara regangan yang terjadi diperoleh dengan cara membagi l dengan panjang daerah pengukuran l. Tegangan tarik maksimum dari data tersebut merupakan nilai pada titik tertinggi dari grafik pengujian pada sumbu Y (stress), dalam hal ini titik tertinggi adalah max = 53,18 MPa. Dari tujuh kali pengujian dapat diketahui harga rata-rata kekuatan tarik adalah 52,20 MPa.
5
5.2.3 Uji Performance/Kinerja Pengujian performance atau kinerja antara sudu-sudu kincir yang diproduksi dan sudu pabrikan dilakukan langsung pada tambak udang. Tambak udang yang menjadi objek uji kinerja kincir berada di desa Mon Keulayu kecamatan Ganda Pura kabupaten Aceh Jempa provinsi NAD. Konstruksi pesawat pelampung sebagai alat uji kinerja dari sudu kincir GFRP diperlihatkan pada gambar 10. Gambar 11 memperlihatkan kondisi kincir dengan sudu pabrikan saat beroperasi, dengan kedalaman sudu 80 mm dan putaran poros rata-rata 90 rpm. Kondisi kedalaman sudu dan putaran poros ini menjadi variabel tetap untuk pengujian kinerja kincir dengan sudu GFRP.
Sudu Pabrikan
Sudu GFRP (segi empat)
Gambar 12. Perbandingan percikan air antara kincir dengan sudu GFRP (segi empat) dan sudu pabrikan Dari gambar 12 terlihat kincir dengan sudu pabrikan mempunyai gelembung udara yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan sudu GFRP bentuk lubang segi empat. Uji kinerja juga dilakukan pada sudu GFRP bentuk lubang dan sudu pabrikan. Sudu GFRP (lonjong)
Sudu Pabrikan
Gambar 10 Konstruksi pesawat pemutar kincir tambak Gambar 13. Perbandingan percikan air antara kincir dengan sudu GFRP (lonjong) dan sudu pabrikan
Gambar 11. Percikan air kincir menggunakan sudu pabrikan Pengujian kinerja pertama adalah pengujian kinerja sudu GFRP bentuk lubang segi empat dan sudu pabrikan. Hasil pengujian kinerja sudu GFRP bentuk lubang segi empat dan sudu pabrikan dipelihatkan pada gambar 12.
Hal yang sama juga terjadi pada sudu GFRP bentuk lubang lonjong (gambar 13), kincir dengan sudu pabrikan mempunyai gelembung udara yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan sudu GFRP bentuk lubang lonjong. Perbandingan antara sudu GFRP bentuk lubang segi empat dan lonjong juga dilakukan. Pada gambar 14 terlihat gelembung air yang dihasilkan oleh kedua sudu kincir GFRP dengan bentuk lubang (lonjong dan segi empat). Kedua sudu menghasilkan gelembung yang relatif hampir sama. Jika kita melihat secara lebih detail dari kedua gelembung tersebut (gambar 15) terlihat sedikit perbedaan antara kedua percikan gelembung air yang dihasilkan. Sudu dengan bentuk lonjong menghasilkan gelembung sedikit lebih banyak dibandingkan sudu dengan bentuk segi empat.
6
Sudu GFRP (lonjong)
Sudu GFRP (segi empat)
terdapat di belakang gelembung-gelembung air. Sirip-sirip pemecah
Gambar 14. Perbandingan percikan air antara kincir dengan sudu GFRP bentuk lonjong dan segi empat
a. bentuk lonjong
lubang
menjadi
Tanpa siripsirip pemecah
a. sudu pabrikan b. sudu GFRP Gambar 16. Konstruksi sudu pabrikan dan sudu GFRP Sirip-sirip yang terletak dibelakang lubang pada sudu pabrikan selain berfungsi sebagai pemecah air juga berfungsi sebagai penguat. Sirip-sirip pemecah ini yang tidak terdapat pada konstruksi sudu GFRP (gambar 16). Gelembung air yang dihasilkan oleh sudu GFRP hanya diakibatkan hempasan sudu dan air pecah karena hanya melewati lubang sudu tanpa ada sirip pemecah.
b. bentuk segi empat
Gambar 15. Detail percikan air antara kincir dengan sudu GFRP bentuk lonjong dan segi empat 5.3 Pembahasan Dari hasil pengujian sifat mekanik (uji tarik), material sudu GFRP mempunyai nilai yang lebih baik dibandingkan material sudu pabrikan (52,20 MPa). Ini menunjukan bahwa material GFRP mempunyai ketahanan terhadap beban yang lebih baik. Jika kita menghitung berat sudu yang diproduksi, masih lebih ringan (0,2 s.d 0,25 kg) dibandingkan dengan sudu pabrikan (0.5 kg). Berat sudu sangat berpengaruh terhadap pemakaian energi untuk memutar kincir. Semakin berat sudu kincir maka semakin besar energi yang dibutuhkan, demikian juga sebaliknya. Sudu GFRP yang lebih ringan dibandingkan sudu pabrikan menjadikannya satu keunggulan tersendiri dalam hal pemakaian energi nantinya. Hasil pengujian kinerja kincir yang menggunakan sudu GFRP dan pabrikan menunjukan, sudu kincir pabrikan masih lebih unggul dibandingkan sudu GFRP dalam menghasilkan gelembung air. Banyaknya gelembung air yang dihasilkan oleh sudu pabrikan dikarenakan pada sudu-sudu pabrikan terdapat sirip-sirip yang berfungsi sebagai pemecah air. Air yang dihempas pada saat kincir berputar masuk melalui lubang sudu dan kemudian dipecahkan oleh sirip-sirip yang
6
KESIMPULAN Dari hasil rancangan dan pengujian yang dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain : 1. Telah diproduksi secara hand lay up sudusudu kincir tambak (aerator) dari material komposit GFRP dengan bentuk lubang yang berbeda yaitu persegi empat dan lonjong. 2. Spesifikasi dari sudu aerator dari material komposit GFRP yang diproduksi adalah a. Sudu dengan bentuk lubang segi empat dan lonjong b. Dimensi sudu 180 x 15 x 5 mm c. Diameter lubang persegi empat 20 x 20 mm d. Diameter lubang lonjong 15 mm dengan pajang lonjongan 20 mm e. Jumlah lubang 15 buah f. Berat sudu berkisar antara 0,2 kg s.d 0,25 kg 3. Kekuatan tarik statis material sudu komposit GFRP adalah 52,20 MPa. 4. Berat sudu GFRP (0,2 s.d 0,25 kg) lebih ringan dibandingkan sudu pabrikan (0,5 kg) sehingga dapat meringankan daya motor 5. Hasil uji kinerja menunjukan sudu pabrikan masih lebih baik dalam menghasilkan gelembung air dibandingkan sudu GFRP yang diproduksi.
7
6.
Dari perbandingan kinerja sudu GFRP, bentuk lubang lonjong lebih baik dibandingkan bentuk lubang segi empat.
7
DAFTAR PUSTAKA
ASTM Annual Standard Book Composite Material , 1987, ASTM D3039. www,astm.org, Callister, W,D. 1994. Materials Scince and Engineering An Introduction. USA : John Wiley and Sons, Inc Chawla, Krishan K, 1987. Composite Materials, First Edition, Berlin, Springer-Verlag, New York Inc. Fried, R, Joel, 1995. Polymer science and Technology, University of Cincinnati, Prentice Hall, New Jersey, USA. Gibson, R.F. 1994. Principles of Composite Materials Mechanics. New York : MCGraw Hill. Hull, Derek. 1981. An Introduction to Composite Materials, Cabridge University Press, Cabridge Http://web.umr.edu/~wlf/CHEM381/chap32.ht ml#unsatpolyester(16Juli 2003) Indra, Mawardi, 2004. Studi Sifat Mekanik Komposit Serat Sabut Kelapa dengan Penambahan Batu Apung sebagai Pengisi, Jurnal SAINTEK, ITM. Medan Indra, Mawardi. 2004. Pemodelan Bentuk Kepala dari Bahan Komposit Polimer dan Responnya Terhadap Beban Impak, Buletin Utama, UISU, Medan Jones, Robert, M. 1975. Mechanical of Composite Materials, Mc.Graw Hill, Koga Kusha LTD, Tokyo Kaban, Haikal, Syam Bustami, 2003. Teknik Pengukuran Kekuatan Tarik Impak Pelat Komposit GFRP, Proc. CMNA Seminar, Banda Aceh. www. malang. ac. id/jurnal/lam/abdi solichin/1997a (30 mei 2007)
8
