Gambar 1. Komponen PATM (Kalsim D, 2002)

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Pompa Air Tanpa Mesin (PATM) 1. Deskripsi Pompa didefinisikan sebagai suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cairan dari level energi rendah ke level energi yang lebih tinggi. Perpindahan cairan ini dapat terjadi karena adanya masukan energi dari luar sistem aliran fluida. Pompa air tanpa mesin (PATM) adalah pompa air yang dapat memanfaatkan energi aliran air serta fenomena palu air (water hammer), untuk mengangkat air dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. Menurut Cahyanta (2008) Prinsip kerja pompa hidraulik ram adalah melipatgandakan kekuatan pukulan air pada rumah pompa, sehingga terjadi perubahan energi kinetik menjadi tekanan dinamik yang mengakibatkan terjadinya palu air (water hammer) dan terjadi tekanan tinggi di dalam pompa. Water hammer adalah hentakan tekanan atau gelombang air yang disebabkan oleh energi kinetik air dalam gerakannya ketika tenaga air ini dihentikan atau arahnya dirubah secara tiba-tiba. Tekanan dinamik diteruskan ke dalam tabung udara yang berfungsi sebagai penguat tekanan air dan memaksa air naik ke pipa penghantar. Pompa ini bekerja selama 24 jam per hari dengan perawatan yang minimum selama berbulan-bulan dan dapat digunakan untuk pompa air irigasi, penyediaan air untuk keperluan rumah tangga, kolam perikanan dan kolam pencegahan kebakaran hutan (National Academy of Science, 1975). Bagian utama PATM: 1. Blok cor pompa 2. Tabung pompa 3. Bingkai pompa 4. Check valve 5. Paking karet 6. Tuas (handel) katup limpah 7. Baud-mur Gambar 1. Komponen PATM (Kalsim D, 2002) 3

2 2. Prinsip Kerja Prinsip kerja PATM adalah perubahan energi kinetis aliran air dalam pipa menjadi tekanan yang sangat tinggi, akibat tertutupnya sebuah katup (katup limbah) dengan tiba-tiba. Katup limbah membuka dan menutup secara bergantian dengan katup penghantar, sehingga tekanan tinggi yang terjadi menyebabkan air naik ke pipa penghantar (Watt, 1975). 3. Sistem Kerja Menurut Kalsim, D (2002) ada tiga bagian utama jaringan PATM, yakni: a) Sumber air dapat berupa danau, aliran sungai, kolam atau bendungan kecil dengan debit paling sedikit 20 lt/det/patm. b) Satuan pompa dipasang minimum 2 meter di bawah sumber air, dengan menggunakan pipa (diameter 6 inchi) dengan panjang antara 18 dan 24 m dari sumber air c) Jaringan pipa pengeluaran dan pipa penghantar sampai ke bak penampung. 4. Pemeliharaan Menurut Kalsim, D (2002), PATM harus dirawat secara teratur agar awet dan berdaya guna maksimal. Dalam keadaan pompa bekerja selama 24 jam terus menerus tanpa gangguan, pemeriksaan dapat dilakukan setiap tiga atau empat bulan sekali sebagai berikut: a) Periksa baut-mur yang ada pada pipa pemasukan dan bingkai pompa b) Kencangkan baud-mur yang kendor, kalau rusak ganti dengan yang baru c) Periksa klep katup hantar dalam tabung pompa, lakukan pengecatan dengan cat anti karat pada rangka klep dan tabung pompa d) Periksa apakah pegas masih lentur, jika sudah tidak lentur ganti dengan yang baru dan pasanglah seperti keadaan semula. Untuk merawat dan mengoperasikan PATM sekurang-kurangnya diperlukan dua orang tenaga yang terlatih. Penduduk setempat dan masyarakat yang memerlukan air dari PATM dianjurkan untuk berperan serta dan bertanggung jawab dalam perawatan. 4

3 5. Karakteristik PATM Karakteristik pompa air tanpa mesin yang bekerja pada keadaan dimana jarak pembukaan katup limbah tetap, tinggi terjun tetap sedangkan tinggi pemompaan berubah-ubah (Addison, 1964). Dua hal yang perlu diperhatikan agar pompa air tanpa mesin dapat bekerja dengan baik adalah jumlah debit pasok dan tinggi terjun (Kindel dalam Antoni, 1993). Addison (1964) menyatakan bahwa pompa air tanpa mesin akan bekerja dengan baik pada perbandingan Hd dan Hs cukup besar, akan tetapi pada kondisi ekstrim dimana tinggi angkat dua puluh kali atau lebih dari tinggi terjun, efisiensi menjadi lebih rendah. 6. Keragaan (performance) PATM Efisiensi PATM dapat dihitung dengan dua cara, yaitu cara Rankine dan Daubuisson (Addison, 1964). Pada cara Rankine datum yang dipilih adalah permukaan air pada bak pemasukan. Energi masuk adalah energi yang dihasilkan air melalui katup limbah. Sedangkan energi yang keluar energi yang digunakan untuk mengangkat air setinggi (Hd - Hs) di atas datum, maka efisiensi Rankine dirumuskan sebagai berikut: η = Dimana:. x 100 % (1) η = Efisiensi Rankine (%) Ql = Debit air yang keluar melalui katup limbah per detik (m 3 /det) Qd = Debit air hasil pemompaan (m 3 /det) Hd = Tinggi antara katup limbah dengan pengeluaran pipa penghantar (m) Hs = Tinggi antara katup limbah dengan permukaan air dalam bak pemasukkan (m) Pada sistem D Aubuissoan datum yang dipilih adalah katup limbah, sehingga energi yang mengalir dari bak pemasukan (Hs) dan energi yang keluar adalah energi yang dibutuhkan untuk mengangkat air setinggi Hd dari 5

4 datum seperti terlihat pada Gambar 3. Maka efisiensi D Aubuisson dapat dihitung sebagai berikut: η = x 100 % (2) Dimana: η Qs Qd = Efisiensi D Aubuisson (%) = Debit Pasok (lt/det) = Debit air hasil pemompaan (lt/det) Addison (1964) menyatakan bahwa nilai efisiensi D Aubuisson lebih tinggi dari efisiensii Rankine. Hilangnya energi pada pipa pemasukan, pipa penghantar, katup dan energi yang terbawa oleh air serta yang terbuang lewat katup limbah menjadi faktor pembatas untuk meningkatkan efisiensi. Gambar 2. Skema instalasi PATM (Kalsim D, 2002) 7. Kehilangan Head Gesekan padaa Sistem Pipa Kehilangan head pada instalasi pipa adalah energi yang diperlukan untuk menanggulangi gesekan (tahanan) pada pipa dan perlengkapan lainnya (saringan, klep kaki, sambungan, siku, dan socket). Gesekan terjadi baik pada pipa isap dan pipa hantar yang besarnya tergantung pada kecepatan aliran, ukuran pipa, kondisi pipa bagian dalam dan bahan pembuat pipa (Kalsim, 2002). Kehilangan energi gesekan pipa umumnya dihitung dengan rumus dari Hazen-William:

5 1,85 Q h = 10,684 f L 1,85 4, C D 87 Dimana: C : koefisien gesekan pipa (Lihat Lampiran 1) L : panjang pipa (m) D : diameter dalam pipa (m) h f : kehilangan energi (m) Q : debit aliran (m 3 /det) (3) B. Biaya Produksi Biaya mempunyai peranan penting dalam kegiatan sebuah proyek. Biaya adalah pengorbanan sumber ekonomi yang diukur dalam satuan uang yang telah terjadi untuk mencapai tujuan tertentu (Mulyadi, 1986). Dapat pula dikatakan bahwa biaya adalah semua beban yang harus ditanggung untuk menyediakan barang, agar barang tersebut siap dipakai oleh konsumen (Sudarsono, 1986). Untuk mengetahui biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk suatu proyek dalam proses produksi, maka biaya dapat dikelompokkan berdasarkan fungsi-fungsi pokok yang ada dalam perusahaan lainnya dapat berbeda-beda tergantung kepada kondisi, tujuan, dan keperluan perusahaan akan perhitungan tersebut. Untuk memungkinkan perusahaan mengambil keputusan yang tepat, maka perhitungan biaya harus didasarkan pada fakta yang ada atau yang bersangkutan dan dapat diukur. Biaya produksi adalah biaya-biaya yang terjadi dalam hubungan dengan proses pengolahan bahan baku menjadi produk jadi. Suatu nilai pengorbanan yang dikeluarkan tidak untuk mencapai tujuan tertentu merupakan pemborosan (Soemarsono, 1984). Biaya produksi merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan oleh seorang manajer dalam menjalankan fungsinya. Pengalokasian dan perhitungan biaya ditujukan untuk mengendalikan biaya dan menentukan kebijaksanaan selanjutnya (Riyanto, 1993) Menurut Mulyadi (1986) biaya produksi dapat digolongkan ke dalam beberapa golongan antara lain: 7

6 1. Biaya Tetap (Fixed Costs) Biaya-biaya tetap (fixed costs) adalah biaya-biaya yang tidak terpengaruh oleh tingkat kegiatan di atas jangkauan pengoperasian yang layak untuk kapasitas atau kemampuan yang tersedia. Setiap jenis biaya dapat berubah, tetapi biaya-biaya tetap cenderung bertahan konstan sejauh batas-batas tertentu dari kondisi pengoperasian. Apabila terjadi perubahan besar dalam pemakaian sumber daya atau jika terjadi perluasan atau penutupan pabrik maka biaya tetap akan terpengaruh. Menurut Sundawan (1995) dalam biaya tetap terdapat biaya penyusutan, biaya modal, pajak dan asuransi, dan bunga tahunan. Penyusutan adalah penurunan nilai dari suatu alat/mesin akibat dari pertambahan umur pemakaian (waktu). Besarnya penurunan nilai alat/mesin ditentukan oleh desain dan perkiraan berapa lama alat/mesin akan digunakan. Beberapa faktor penting yang akan berpengaruh pada merosotnya nilai jual alat/mesin adalah: a) Bagian-bagian tertentu yang sangat vital pada alat/mesin rusak atau tidak berfungsi dengan baik dimana penggantian bagian-bagian tersebut dengan yang baru dinilai tidak ekonomis. b) Stamina dan koordinasi bagian-bagian pada alat/mesin secara keseluruhan menurun. Hal ini terlihat dengan semakin membesarnya biaya pemeliharaan dan perawatan serta terjadi penurunan kapasitas kerja alat dan mesin di lapangan. c) Adanya alat/mesin mutakhir yang jauh lebih hemat, efisien dan praktis. Hasil teknologi baru akan mengurangi penggunaan alat/mesin yang lama sehingga semakin tidak diminati dan harga jualnya akan turun. 2. Biaya Variabel (Variable Costs) Biaya variabel (variable costs) adalah biaya-biaya yang dihubungkan terhadap pengoperasian yang secara total berubah-ubah sesuai dengan banyaknya keluaran atau ukuran-ukuran tingkat kegiatan yang lain. Suatu analisis ekonomi teknik dari suatu usulan perubahan terhadap operasi yang ada, biaya variabel akan merupakan bagian utama dari perbedaan- 8

7 perbedaan prospektif antara pengoperasian yang sekarang dengan yang diubah selama batas-batas kegiatan tidak banyak berubah. C. Biaya Pokok Menurut Manullang (1980), biaya pokok produksi adalah jumlah biaya yang dikeluarkan untuk memproduksi suatu barang, ditambah biaya lainnya sehingga barang tersebut dapat digunakan. Jumlah harga pokok standar suatu barang dapat kita definisikan sebagai penjumlahan dari biaya-biaya untuk satu satuan barang yang mutlak diperlukan dan dibolehkan secara normatif. Harga pokok ini hanya mengandung alat-alat produksi yang untuk menghasilkan barang yang bersangkutan benar-benar tidak dapat dihindarkan. Harga satuan yang dipakai juga harga standar. Dengan demikian, harga pokok standar dihitung berdasarkan satuan-satuan alat produksi yang standar atau normatif dikalikan dengan harga satuannya masingmasing yang standar. D. Analisis Finansial Analisis finansial didasarkan pada keadaan sebenarnya dengan menggunakan data harga yang ditemukan di lapangan. Dengan mengetahui hasil analisis finansial, para pembuat keputusan dapat melihat apa yang terjadi pada proyek dalam keadaan yang sebenarnya dan para pembuat keputusan juga dapat melakukan penyesuaian apabila proyek berjalan menyimpang dari rencana semula. Salah satu cara untuk melihat kelayakan dari analisis finansial adalah dengan menggunakan metode cash flow analisis (Gittinger, 1986). Cash flow analisis dilakukan setelah komponen-komponennya ditentukan dan diperoleh nilainya. Komponen tersebut dapat dikelompokkan dalam dua bagian yaitu penghasilan atau manfaat (Sitohang, 2008). Investasi suatu unit usaha berkaitan dengan usaha dalam jangka waktu yang panjang. Uang memiliki nilai waktu, yaitu uang dihargai secara berbeda dalam jangka waktu yang berbeda. Konsep nilai waktu uang (time value of money) menyatakan bahwa uang yang diterima sekarang lebih berharga daripada yang diterima kemudian atau nilai sekarang adalah lebih baik daripada nilai yang sama pada masa yang akan datang (Gittinger, 1986). 9

8 Waktu mempengaruhi nilai uang, sehingga untuk membandingkan nilai uang yang berbeda pada waktu penerimaan dan pengeluarannya perlu dilakukan penyamaan nilai uang terebut dengan menggunakan tingkat diskonto (discount rate) yang bertujuan untuk melihat nilai uang di masa yang akan datang (future value) pada saat sekarang (present value) (Sitohang, 2008). Untuk menentukan panjangnya umur proyek, terdapat beberapa pedoman yang dapat menjadi acuan, antara lain (Kadariah et al, 1999): a) Sebagai ukuran umum dapat diambil suatu periode (jangka waktu) yang kira-kira sama dengan umur ekonomis dari suatu aset. Yang dimaksudkan dengan umur ekonomis suatu aset ialah jumlah tahun selama pemakaian aset tersebut dapat meminimumkan biaya tahunannya. b) Untuk proyek-proyek yang mempunyai investasi modal yang sangat besar, umur proyek yang digunakan adalah umur teknis. Dalam hal ini, untuk proyek-proyek tertentu, umur teknis dari unsur-unsur pokok investasi adalah lama, tetapi umur ekonomisnya dapat jauh lebih pendek karena obsolescence (ketinggalan zaman karena penemuan teknologi baru yang lebih efisien). c) Untuk proyek-proyek yang umurnya lebih lama daripada 25 tahun dapat diambil 25 tahun, karena nilai-nilai sesudah itu, jika di discount dengan discount rate sebesar 10% ke atas maka present value-nya sudah sangat kecil. 10