TUGAS AKHIR INSTRUMENTASI FISIKA

TUGAS AKHIR INSTRUMENTASI FISIKA

LAPORAN OBSERVASI DI LABORATORIUM FMIPA-UNP, BMKG STASIUN KLIMATOLOGI SICINCIN, GAW KOTOTABANG, LAPAN KOTOTABANG, DAN PT. SEMEN PADANG Disusun dalam Rangka Melengkapi Tugas-tugas Mata Kuliah Instrumentasi Fisika

Oleh : FUJI PRASETYO NIM. 1101449/2011

Dosen Pembimbing : 1. Harman Amir, M.Si. 2. Dr. Yulkifli, S.Pd, M.Si.

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2014

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya lah maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan kunjungan atau observasi laboratorium di lapangan guna memenuhi tugas mata kuliah Instrumentasi Fisika. Shalawat dan salam semoga selalu dilimpahkan Allah SWT kepada Nabi Muhammad SAW. Dalam penulisan laporan ini penulis mengucapkan rasa syukur yang tak terhingga kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan dalam menyelesaikan laporan ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Harman Amir, M.Si. dan Bapak Dr. Yulkifli, S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing mata kuliah Instrumentasi Fisika, karena atas bimbingan dan dorongan dari beliaulah laporan yang dianjurkan dalam rangka melengkapi tugas-tugas Instrumentasi Fisika ini dapat diselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada kedua orang tua penulis yang telah memotivasi serta mendo‟akan anak-anak beliau juga kepada semua pihak yang telah ikut serta dalam penyusunan laporan ini yang tidak dapat penulis cantumkan satu per satu. Penulis berharap semoga Allah memberikan imbalan yang setimpal kepada mereka yang telah memberikan sumbangan moril dan materil dan semoga menjadikan semua bantuan ini sebagai ibadah, Amiin Yaa Rabbal ‘Alamiin. Laporan ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu pengetahuan tentang instrumentasi-instrumentasi fisika yang penulis sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber informasi, referensi, dan berita. Akhir kata, penulis mengakui bahwa laporan ini masih belum sempurna mengingat keterbatasan ilmu dan pengetahuan yang penulis miliki. Untuk itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca, agar laporan ini lebih baik dari yang sekarang ini. Semoga Allah SWT meridhai segala usaha kita. Amiin Yaa Rabbal ‘Alamiin.

Padang, Desember 2014

Penulis

Laporan Observasi Fuji Prasetyo

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................................................ i DAFTAR ISI ...................................................................................................................................... ii PENDAHULUAN ............................................................................................................................. 1 A.

Latar Belakang .................................................................................................................. 1

B.

Rumusan Masalah ............................................................................................................. 2

C.

Batasan Masalah .............................................................................................................. 2

D.

Tujuan Pengamatan .......................................................................................................... 2

LANDASAN TEORI DAN PEMBAHASAN .................................................................................... 3 A. Profil Singkat Tempat Observasi dan Instrumen Fisika yang Terdapat di Tempat Observasi ....................................................................................................................................... 3 1.

Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) ................................................ 3 1.Anemometer Manual ....................................................................................................... 4 2.Anemometer Otomatis ..................................................................................................... 6 3.Arcinograph Bimetal....................................................................................................... 7 4.Automatik Rain Water Sampel (ARWS).......................................................................... 8 5.Campble Stoke ................................................................................................................ 8 6.Evaporimeter Panci Terbuka .........................................................................................10 7.Gun Bellani Integrator Radiation ..................................................................................11 8.Penakar Hujan Biasa.....................................................................................................11 9.Penakar Hujan Jenis Hellman ......................................................................................13 10.Thermohigrof Graph ....................................................................................................14 11.Thermometer Tanah .....................................................................................................15 12.Thermometer Apung.....................................................................................................17 13.Sangkar Meteorologi ....................................................................................................18

2.

Global Atmosphere Watch (GAW Kototabang) .................................................................23 1.AirKit Flask Sampler ......................................................................................................25 2.Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level ........................................................25 3.BAM 1020 ......................................................................................................................26 4.Imager Airglow ..............................................................................................................26 5.M9003 Integrating Nephelometer ...................................................................................27 6.Mobile Automatic Weather Station (MAWS)..................................................................27 7.High Volume Air Sampler (HVAS) ................................................................................28 Laporan Observasi Fuji Prasetyo

ii

8.Partisol Sampler .............................................................................................................28 9.CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301. ............................................................29 10.NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced. ............29 11.pH meter dan Conductivity meter merek InoLab ..........................................................30 12.Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley.............................................................30 13.Ozone Analyzer type TEI 49C.......................................................................................31 14.TEI Type 48C dan HORIBA APMA360. ......................................................................31 3.

Loka Pengamatan Atmosfer Kototabang (LAPAN KOTOTABANG) ...............................32 1.Equatorial Atmosdphere Radar (EAR) ...........................................................................32 2.Global Position System (GPS) ........................................................................................33 3.Micro-rain Radar ...........................................................................................................34 4.Rain Gauge ....................................................................................................................34 5.Disdrometer ....................................................................................................................35 6.Radiometer .....................................................................................................................35 7.Radio Acustik Sound System (RASS) .............................................................................36 8.Lidar...............................................................................................................................36 9.Meteor Wind Radar ........................................................................................................37

4.

PT. SEMEN PADANG .....................................................................................................37 1.Compressive Strengh ......................................................................................................38 2.Bomb Calorimeter ..........................................................................................................43 Proses Pembuatan Semen .................................................................................................49 1.Bahan Pembuatan Semen ..............................................................................................49 2.Tahap-tahap Pembuatan Semen.....................................................................................49 3.Proses Pengujian Semen ................................................................................................50

5.

Laboratorium FMIPA-UNP .............................................................................................56 Instrumen-instrumen yang Ada di Laboratorium FMIPA-UNP .......................................59 1. X-Ray Diffraction (XRD)...............................................................................................59 2. Susceptibility Meter .......................................................................................................61 3. Ares Multi Elektroda .....................................................................................................69 4. Scanning Electron Microscope......................................................................................72

PENUTUP ........................................................................................................................................79 A.

Kesimpulan .......................................................................................................................79

B.

Saran ................................................................................................................................81

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................82


iii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Instrumentasi fisika merupakan salah satu mata kuliah untuk jurusan fisika. Berdasarkan Buku Pedoman Akademik Universitas Negeri Padang 2011/2012 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, mata kuliah instrumentasi fisika termasuk kedalam kelompok Mata Kuliah Keahlian Berkarya (MKB) dengan bobot 3 SKS. Mata kuliah intrumentasi fisika merupakan mata kuliah wajib dan termasuk komponen pendukung. Mata kuliah instrumentasi fisika ini membahas tentang proses fisis dari peralatan penelitian fisika meliputi: Spektroskopi atom dan molekul, Radiasi laser, Kisi, sumber-sumber gelombang elektromagnetik, observasi dan membahas berbagai instrumentasi spektrokopi dan instrumentasi geofisika. Mata kuliah intrumentasi fisika mengharuskan mahasiswanya dapat memahami dasar-dasar proses fisis yang terjadi pada instrumen penelitian fisika. Oleh karena itu, untuk memahami proses-proses fisis tersebut, mahasiswa melakukan observasi untuk melihat secara langsung proses-proses fisis yang terjadi dalam penelitian fisika. Di laboratorium Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang terdapat beberapa instrumen penelitian fisika seperti: X-Ray Difractometer (XRD), Scennning Electron Microscope (SEM), dan Seismik. Untuk instrumeninstrumen yang lain tidak ada di laboratorium FMIPA-UNP. Sehingga, mahasiswa melakukan observasi di tempat-tempat yang memiliki instrumen-intrumen penelitian fisika. Adapun tempat-tempat observasi yang dikunjungi yaitu: 1. Laboratorium Fisika FMIPA-UNP 2. Laboratorium Biologi FMIPA-UNP 3. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Klimatologi Sicincin (BMKG Sicincin) 4. GAW (Global Atmosphere Watch) KOTOTABANG 5. Lokasi Pengamatan Atmosfer Kototabang (LAPAN KOTOTABANG) 6. Laboratorium Fisika dan Kimia PT. Semen Padang. Agar dapat memahami proses-proses fisis instrumen fisika di tempat-tempat observasi tersebut, mahasiswa diharapkan membuat laporan observasi. Hal ini bertujuan untuk melatih mahasiswa dalam menulis karya-karya ilmiah dan sebagai bahan bacaan Laporan Observasi Fuji Prasetyo

1

bagi pembaca khususnya bahan bacaan bidang instrumen fisika yang telah dikembangkan sampai laporan ini dibuat.

B. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka rumusan masalahnya adalah sebagai berikut : 1. Apa sajakah nama instrumen fisika yang ada di tempat observasi yang ada di tempat observasi/pengamatan? 2. Apa sajakah kegunaan dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan? 3. Bagaimanakah prinsip kerja dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan? 4. Bagaimanakah bentuk fisis dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan? 5. Bagaimanakah bentuk sample yang digunakan untuk masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan?

C. Batasan Masalah Instrumen-instrumen fisika yang dibahas dalam laporan observasi ini merupakan instrumen-instrumen yang ada pada tempat observasi dan waktu melakukan observasi.

D. Tujuan Pengamatan Pengamatan atau observasi lapangan ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui atau mengenal nama dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan. 2. Mengetahui kegunaan dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan. 3. Mengetahui prinsip kerja dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan. 4. Mengetahui bentuk fisis dari masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan. 5. Mengetahui bentuk sampel yang digunakan untuk masing-masing instrumen fisika yang ada di tempat observasi/pengamatan.


2

BAB II LANDASAN TEORI DAN PEMBAHASAN

A. Profil Singkat Tempat Observasi dan Instrumen Fisika yang Terdapat di Tempat Observasi 1. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Meteorologi adalah

ilmu yang mempelajari tentang atmosfer, dimana

membahas tentang pembentukan dan gejala perubahan cuaca serta fisika yang berlangsung di atmosfer. Proses fisika ini berlangsung secara terus-menerus, sangat rumit, dan dinamis akibatnya cuaca senantiasa berubah menurut ruang dan waktu. Pengamatan cuaca dilakukan setiap hari dan terus menerus dalam jangka waktu yang panjang dalam bentuk sejumlah data. Data tersebut selanjutnya diolah secara statistik dan akan didapatlah suatu pola, sehingga dapat memperkirakan keadaan cuaca pada masa yang akan datang. Selain itu juga di peroleh nilai suhu rata-rata, maksimum, minimum, kelembaban rata–rata dan lain sebagainya. Klimatologi dan meteorologi merupakan hal yang tidak dapat dipisahkan, dimana iklim merupakan rata-rata dari cuaca dam memberikan penjelasan tentang peredaran cuaca dan unsur-unsur atmosfer dalam jangka panjang, sedangkan meteorologi sendiri membahas proses-proses fisika yang terjadi di atmosfer dalam waktu yang lebih singkat. Sejarah pengamatan meteorologi dan geofisika di Indonesia dimulai pada tahun 1841 diawali dengan pengamatan yang dilakukan secara perorangan oleh Dr. Onnen, Kepala Rumah Sakit di Bogor. Tahun demi tahun kegiatannya berkembang sesuai dengan semakin diperlukannya data hasil pengamatan cuaca dan geofisika. Pada tahun 1866, kegiatan pengamatan perorangan tersebut oleh Pemerintah Hindia Belanda diresmikan menjadi instansi pemerintah dengan nama Magnetisch en Meteorologisch Observatorium atau Observatorium Magnetik dan Meteorologi dipimpin oleh Dr. Bergsma. Pada tahun 1879 dibangun jaringan penakar hujan sebanyak 74 stasiun pengamatan di Jawa. Pada tahun 1902 pengamatan medan magnet bumi dipindahkan dari Jakarta ke Bogor. Sedangkan pengamatan gempa bumi dimulai pada tahun 1908 dengan pemasangan komponen horisontal seismograf Wiechert di Jakarta, sedangakn pemasangan komponen vertikal dilaksanakan pada tahun 1928.


3

Gambar 1. Logo BMKG

Gambar 2. Stasiun Klimatologi Sicincin Meteorologi, klimatologi, dan gempa tersebut dipantau oleh sebuah instansi yang bernama BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika). Salah satu BMKG yang ada di Indonesia, tepatnya di Sumatra Barat adalah BMKG Sicincin dan BMKG Padang Panjang. Dimana BMKG sicincin lebih kepada pemantauan cuaca dan iklim, sedangkan BMKG Padang Panjang lebih kepada pengamatan gempa.

Instrumen-instrumen yang Ada di BMKG 1. Anemometer Manual Anemometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin yang banyak dipakai dalam bidang Meteorologi dan Geofisika atau stasiun prakiraan cuaca. Nama alat ini berasal dari kata Yunani anemos yang berarti angin. Perancang pertama dari alat ini adalah Leon Battista Alberti pada tahun 1450. Selain mengukur kecepatan angin, alat ini juga dapat mengukur besarnya tekanan angin itu.


4

Anemometer dapat dibagi menjadi dua kelas: yang mengukur angin dari kecepatan, dan orang-orang yang mengukur dari tekanan angin, tetapi karena ada hubungan erat antara tekanan dan kecepatan, yang dirancang untuk satu alat pengukur jurusan angin akan memberikan informasi tentang keduanya.

Gambar 3. Anemometer manual Prinsip Kerja Anemometer Angin adalah gerakan atau perpindahan masa udara pada arah horizontal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara dari satu tempat dengan tempat lainnya. Masa udara ini mempunyai sifat yang dibedakan antara lain oleh kelembaban (RH) dan suhunya, sehingga dikenal adanya angin basah, angin kering dan sebagainya. Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh tiga hal utama, yaitu (1) daerah asalnya dan (2) daerah yang dilewatinya dan (3) lama atau jarak pergerakannya. Dua komponen angin yang diukur ialah kecepatan dan arahnya. Kecepatan angin adalah jarak tempuh angin atau pergerakan udara per satuan waktu dan dinyatakan dalam satuan meter per detik (m/s), kilometer per jam (km/j), dan mil per jam (mi/j). Kecepatan angin bervariasi dengan ketinggian dari permukaan tanah, sehingga dikenal adanya profil angin, dimana makin tinggi gerakan angin makin cepat. Kecepatan angin diukur dengan menggunakan alat yang disebut Anemometer atau Anemograf. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

5

Kerja Anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan sehubungan dengan adanya perbedaan kecepatan angin dari berbagai ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan anemometer ini biasanya disesuaikan dengan tujuan atau kegunaannya. Untuk bidang agroklimatologi dipasang dengan ketinggian sensor (mangkok) 2 meter di atas permukaan tanah. Arah angin adalah arah dari mana tiupan angin berasal. Bila angin itu datang dari Selatan, maka arah anginnya adalah Utara, datangnya dari laut, dinyatakan angin laut. Arah angin untuk angin di daerah permukaan biasanya dinyatakan dalam 16 arah kompas yang dikenal dengan istilah Wind Rose, sedangkan untuk angin di daerah atas dinyatakan dengan derajat dimulai dari arah Utara bergerak searah jarum jam sampai di arah yang bersangkutan. Bila tidak ada tiupan angin maka arah angin dinyatakan dengan kode 00 dan bila angin berasal dari titik utara dinyatakan dengan 3600. Arah angin tiap saat dapat dilihat dari posisi panah angin (Wind Vane), atau dari posisi kantong angin (Wind Sack). Pengamatan dengan kantong umumnya dilakukan dilapangan terbang. 2. Anemometer Otomatis Alat ini memiliki fungsi dan cara kerja yang sama dengan Anemometer manual. Bedanya hanya terletak dari cara pembacaan datanya. Dimana pada alat ini data akan dihubungkan ke kabel transmisi data, sehingga data dapat diperoleh secara otomatis di komputer.

Gambar 4. Anemometer Otomatis


6

3. Arcinograph Bimetal Pada prinsipnya alat ini terdiri bola kaca berdiameter tertentu yang memfokuskan sinar datang sesuai sudut datang matahari dan pencatat intenitas radiasi matahari sesuai waktu atau sudut datang/ posisi matahari berupa film celelloid. Film tersebut yang akan terbakar dengan intensitas tertentu berupa bekas goresan hingga terbakarnya bahan tersebut. Alat ini dinamakan Arcinograph. Pada perkembangannya digunakan tinta dan kertas grafik pencatat dengan dasar pemuaian sensor yang langsung menggeser posisi pena tinta sesuai besar kecilnya pemuaian sensor oleh radiasi matahari yang datang. Macam alat tersebut: Solari meter tipe Yordan, Tipe Combell-Stakes

Gambar 5. Arcinograph Bimetal Untuk keperluan penelitian hasil fotosintesis bersih suatu fase pertumbuhan tanaman atau mengetahui besarnya kemampuan setiap posisi daun dalam menghasilkan atau sebagai pengguna saja fotosintat (mutual shading), data intensitas sinar matahari pada setiap posisi daun perlu diketahui. Alat untuk mencatat intensitas sinar yang diterima setiap posisi daun tanaman dilakukan dengan lightmeter atau fluxmeter (elektrik) yang operasionalnya dengan batere. Alat ini langsung menunjuk angka satuan yang tertera pada monitor.


7

4. Automatik Rain Water Sampel (ARWS)

Gambar 6. Automatik Rain Water Sampel (ARWS) Automatik Rain Water Sampel (ARWS) adalah alat yang digunakan untuk mengetahui sampel air, pada alat ini terdapat autometic range yang berfungsi untuk mengetahui jumlah intensitas air hujan dan gun belami yang berfungsi untuk mengetahui intensitas matahari. 5. Campble Stoke Pengukuran lamanya sinar matahari bersinar dimaksudkan untuk mengetahui intensitas dan berapa lama/ jam matahari bersinar mulai terbit hingga terbenam. Matahari dihitung bersinar terang jika sinarnya dapat membakar pias Campble stokes. Lamanya matahari bersinar dapat dinyatakan dalam presentase atau jam. Untuk keperluan pemasangan dan pengamatan perlu diketahui hal-hal yang menyangkut waktu semu lokal dan waktu rata-rata lokal. True Solar Day yaitu waktu antara dua gerakan matahari melintasi meridian. Waktu yang didasarkan panjang hari ini disebut apparent solartime atau waktu semu lokal. Waktu ini dapat ditunjukkan oleh sunshine recorder. Waktu semu lokal ialah waktu yang ditentukan oleh gerakan relatif matahari terhadap horizon. Sepanjang tahun lamanya (panjangnya) True Solar Day berbeda-beda. Untuk memudahkan perhitungan dibayangkan adanya matahari fiktif yang beredar mengelilingi bumi dengan kecepatan tetap selama setahun.


8

Gambar 7. Campble Stokes Prinsip alat adalah pembakaran pias. Panjang pias yang terbakar dinyatakan dalam jam. Alat ini mengukur lama penyinaran surya. Hanya pada keadaan matahari terang saja pias terbakar, sehingga yang terukur adalah lama penyinaran surya terang.Pias ditaruh pada titik api bola lensa. Pembakaran pias terlihat seperti garis lurus di bawah bola lensa. Kertas pias adalah kertas khusus yang tak mudah terbakar kecuali pada titik api lensa.

Gambar 8. Hasil Pengamatan Campble Stoke

Lamanya penyinaran sinar matahari dicatat dengan jalan memusatkan (memfokuskan) sinar matahari melalui bola gelas hingga fokus sinar matahari tersebut tepat mengenai pias yang khusus dibuat untuk alat ini dan meninggalkan pada jejak pias. Dipergunakannya bola gelas dimaksudkan agar alat tersebut dapat dipergunakan untuk memfokuskan sinar matahari secara terus menerus tanpa terpengaruh oleh posisi matahari. Pias ditempatkan pada kerangka cekung yang Laporan Observasi Fuji Prasetyo

9

konsentrik dengan bola gelas dan sinar yang difokuskan tepat mengenai pias. Jika matahari bersinar sepanjang hari dan mengenai alat ini, maka akan diperoleh jejak pias terbakar yang tak terputus. Tetapi jika matahari bersinar terputus-putus, maka jejak dipiaspun akan terputus-putus. Dengan menjumlahkan waktu dari bagianbagian terbakar yang terputus-putus akan diperoleh lamanya penyinaran matahari. Alat dipasang di tempat terbuka, tak ada halangan ke arah Timur matahari terbit dan ke barat matahari terbenam. Kemiringan sumbu bola lensa disesuaikan dengan letak lintang setempat. Posisi alat tak berubah sepanjang waktu hanya pemakaian pias dapat diganti-ganti setiap hari. Ada 3 tipe pias yang digunakan pada alat yang sama: 1)

Pias waktu matahari di ekuator

2)

Pias waktu matahari di utara

3)

Pias waktu matahari di selatan

6. Evaporimeter Panci Terbuka Evaporimeter Panci Terbuka adalah alat yang berfungsi untuk mengetahui seberapa besar banyaknya penguapan air dalam satu hari, didalam evaporimeter panci terbuka diisi air sehingga dapat mengapungkan termometer yang telah ada di dalam panci tersebut, pembacaan suhu pada termometer yang mengapung dalam panci dilakukan setiap hari pada jam 07.30 WIB, 13.30 WIB dan 17.30 WIB. Fungsi termometer apung yang berada di dalam evaporimeter panci terbuka adalah untuk mengukur suhu maksimum dan suhu minimum air permukaan.

Gambar 9. Evaporimeter Panci Terbuka Laporan Observasi Fuji Prasetyo

10

7. Gun Bellani Integrator Radiation Pencatat Intensitas Cahaya Matahari Satuan : Calori/Cm2 (Langley). Intensitas Cahaya Matahari = Selisih pembacaan skala dikalikan konstanta dibagi 21 Cara kerja alat : Sewaktu memasang alat dipagi hari, alat dibalik dan dikembalikan sehingga permukaan air dalam tabung mendekati nol. Air dlm alat volumenya konstan dan bila kena cahaya matahari akan menguap dan berkondensasi sehingga air turun kebawah

. Gambar 10. Gun Bellani Integrator Radiation

8. Penakar Hujan Biasa Penakar hujan ini termasuk jenis penakar hujan non-recording atau tidak dapat mencatat sendiri. Bentuknya sederhana, terdiri dari : 1. Sebuah corong yang dapat dilepas dari bagian badan alat. 2. Bak tempat penampungan air hujan. 3. Kaki yang berbentuk tabung silinder. 4. Gelas penakar hujan.


11

Gambar 11. Penakar Curah Hujan Biasa Alat pengukur hujan, mengukur tinggi hujan seolah-olah air yang jatuh ke tanah menumpuk ke atas merupakan kolom air. Bila air yang tertampung volumenya dibagi dengan luas corong penampung maka hasilnya dalah tinggi. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm). Penakar

hujan yang baku digunakan di Indonesia adalah tipe

observatorium. Semua alat penakar hujan yang beragam bentuknya atau yang otomatis dibandingkan dengan alat penakar hujan otomatis (OBS). Penakar hujan OBS adalah manual. Jumlah air hujan yang tertampung diukur dengan gelas ukur yang telah dikonversi dalam satuan tinggi atau gelas ukur yang kemudian dibagi sepuluh karena luas penampangnya adalah 100 cm sehingga dihasilkan satuan mm. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam yaitu pada pagi hari. Hujan yang diukur pada pagi hari adalah hujan kemarin bukan hari ini.


12

9. Penakar Hujan Jenis Hellman

Gambar 12. Penakar Hujan Jenis Hellman Alat ini merupakan penakar hujan otomatis dengan tipe siphon. Bila air hujan terukur setinggi 10 mm, siphon bekerja mengeluarkan air dari tabung penampungan dengan cepat, kemudian siap mengukur lagi dan kemudian seterusnya. Di dalam penampung terdapat pelampung yang dihubungkan dengan jarum pena penunjuk yang secara mekanis membuat garis pada kertas pias posisi dari tinggi air hujan yang tertampung. Bentuk pias ada dua macam, harian dan mingguan. Pada umumnya lebih baik menggunakan yang harian agar garis yang dibuat pena tidak terlalu rapat ketika terjadi hujan lebat. Banyak data dapat dianalisadari pias, tinggi hujan harian, waktu datangnya hujan, derasnya hujan atau lebatnya hujan per satuan waktu. Cara kerja alat ini : Jika hujan turun, air hujan masuk melalui corong, kemudian terkumpul dalam tabung tempat pelampung. Air ini menyebabkan pelampung serta tangkainya terangkat (naik keatas). Pada tangkai pelampung terdapat tongkat pena yang gerakkannya selalu mengikuti tangkai pelampung. Gerakkan pena dicatat pada pias yang ditakkan/ digulung pada silinder jam yang dapat berputar dengan bantuan tenaga per. Jika air dalam tabung hampir penuh, pena akan mencapai tempat teratas Laporan Observasi Fuji Prasetyo

13

pada pias. Setelah air mencapai atau melewati puncak lengkungan selang gelas, air dalam tabung akan keluar sampai ketinggian ujung selang dalam tabung dan tangki pelampung dan pena turun dan pencatatannya pada pias merupakan garis lurus vertikal. Dengan demikian jumlah curah hujan dapat dhitung/ ditentukan dengan menghitung jumlah garis-garis vertikal yang terdapat pada pias.

Gambar 13. Diagram Cara Kerja penakar Hujan Jenis Hellman

10. Thermohigrof Graph Fungsi : untuk mengukur suhu dan kelembapan udara Cara kerja : Alat ini mencatat otomatis temperatur dan kelembapan sebagai fungsi waktu. Thermohygrograph ini adalah logam panjang yang terdiri dari 2 bagian, kuningan dan invar. Bentuk bimetal merupakan spiral. Terpasang pada sumbu horizontal dan diluar kotak Thermograph. Satu ujung bimetal dipasang pada kotak dengan sekrup penyetel halus, sehingga letak pena dapat diatur. Ujung lain dihubungkan

ketangkai

pena

melalui

sumbu

horizontal

sehingga

dapat

menimbulkan track/ rekaman pada kertas pias yang berputar 24 jam per rotasi. Jika temperatur naik, ujung bimetal menggerakkan tangkai pena keatas, dan sebaliknya. Sebelum dipakai, thermograph harus dikalibrasi terlebih dahulu. Alat ini harus ditempatkan dalam sangkar apabila dipakai untuk mengukur atmospher.


14

Gambar 14. Thermohygrograph

11. Thermometer Tanah Thermometer tanah berfungsi untuk mengukur suhu tanah pada kedalaman tertentu ( 5, 10, 20, 50, dan 100 cm). Untuk keperluan ini telah dibuat termometer sesuai dengan kedalamannya. Pengukuran suhu tanah dilakukan pada tanah yang tertutup oleh rumput maupun tanah yang terbuka. Pengukuran biasanya dilakukan dalam areal stasiun pengamatan. Areal tidak boleh ternaungi dan tergenang air, hal ini harus dihindari. Termometer dilindungi dengan pagar kawat dan dijaga agar tanah disekitarnya tidak terganggu.

Gambar 15. Thermometer Tanah Gundul


15

Gambar 16. Thermometer tanah berumput Prinsip kerja termometer tanah hampir sama dengan termometer biasa, hanya bentuk dan panjangnya berbeda. Pengukuran suhu tanah lebih teliti daripada suhu udara. Perubahannya lambat sesuai dengan sifat kerapatan tanah yang lebih besar daripada udara. Sampai kedalaman 20 cm digunakan termometer air raksa dalam tabung gelas dengan bola ditempatkan pada kedalaman yang diinginkan. Ciri-ciri dari termometer tanah adalah pada bagian skala dilengkungkan.halini dibuat adalah untuk memudahkan dalam pembacaan termometer

dan menghindari kesalahan

paralaks.

Gambar 17. Termometer tanah kedalaman 50 cm dan 100 cm


16

Termometer tanah untuk kedalaman 50 cm dan 100 cm bentuknya berbeda dengan kedalaman lain. Termometer berada dalam tabung gelas yang berisi parafin, kemudian tabung diikat dengan rantai lalu diturunkan dalam selongsong tabung logam ke dalam tanah sampai kedalaman 50 cm atau 100 cm.

Cara membaca termometer pada kedalaman 50 cm dan 100 cm : 1. Buka tutup tabung besi 2. Tarik tabung gelas yang terikat pada rantai dengan hati-hati 3. Pegang ujung gelas yang terikat dengan rantai 4. Baca termometer sampai persepuluhan derajat dengan cepat dan cermat 5. Waktu membaca usahakan membelakangi matahari, untuk menghindari pengaruh sinar matahari terhadap ketelitian pembacaan. 6. Kembalikan termometer ke tempat semula dengan hati-hati.

Suhu tanah berpengaruh terhadap proses-proses metabolisme dalam tanah, seperti mineralisasi, respirasi mikroorganisme dan akar serta penyerapan air dan hara oleh tanaman. Laju fluks panas ke dalam tanah ditentukan gradien suhu dan konduktivitas tanah yang nilai dipengaruhi oleh lengas dan bahan organik. Suhu tanah maksimum pada permukaan tanah akan tercapai pada saat intensitas radiasi matahari mencapai maksimum, tetapi untuk lapisan yang lebih dalam, suhu maksimum tercapai beberapa waktu kemudian. Makin lama pemanasan permukaan tanah maka makin dalam pula suhu permukaan akan terasa ke lapisan yang lebih dalam. Suhu tanah umumnya rata-rata lebih besar daripada suhu daripada suhu di atmosfer sekelilingnya. Hal ini disebabkan oleh penyimpanan panas di tanah lebih lama daripada di udara. Suhu tanah yang tertutup tanaman lebih kecil daripada suhu tanah gundul, karena tanaman memerlukan energi untuk keperluan transpirasi. 12. Thermometer Apung Thermometer ini merupakan bagian/ kelengkapan dari alat evaporasi panci terbuka. Berfungsi untuk mengetahui suhu permukaan air yang terjadi di permukaan bumi/ tanah. Terdiri dari thermometer maksimum (thermometer air raksa) dan thermometer minimum (thermometer alcohol). Suhu rata-rata air didapat dengan menambahkan suhu makimum dan minimum, kemudian dibagi dua. Letak thermometer harus terapung tepat di permukaan air, sehingga dilengkapi dengan Laporan Observasi Fuji Prasetyo

17

pelampung dibagian depan dan melakang yang terbuat dari bahan yang tahan air/ karat (biasanya almunium). Setelah dilakukan pembacaan, posisi indek pada thermometer

minimum

harus

dikembalikan

ke

suhu

actual

dengan

memiringkannya. Sedangkan untuk thermometer maksimum, tinggi air raksa juga dikembalikan pada suhu actual dengan menggunakan magnet.

Gambar 18. Thermometer apung 13. Sangkar Meteorologi Sangkar meteorologi umumnya dipasang di dalam taman alat-alat meteorologi, bentuknya terlihat seperti pada gambar.

Gambar 19. Sangkar Meteorologi Laporan Observasi Fuji Prasetyo

18

Didalam sangkar Meteorologi dipasang alat-alat seperti Thermometer bola kering, Thermometer bola basah, Thermometer maximum, Thermometer minimum, dan Evaporimeter jenis piche. pada stasiun meteorologi pertanian dan klimatologi dipasang Evaporometer jenis Keshner tersendiri. Pemasangan alat-alat meteorologi didalam sangkar dimaksudkan agar hasil pengamatan dari tempat-tempat dan waktu yang berbeda dapat dibandingkan satu sama lain. Selain itu, alat-alat yang terdapat didalamnya terlindung dari radiasi matahari langsung, hujan dan debu. Sangkar cuaca digunakan dengan maksud agar pengukuran suhu tidak terkena langsung sinar matahari tetapi sirkulasi udara masih lancar, sehingga sangkar cuaca dibuat sedemikian rupa sehingga memenuhi persyaratan pengukuran a. Bentuk Sangkar Terbuat dari kayu yang baik (jati/ulin) sehingga tahan terhadap perubahan cuaca. Sangkar dicat putih agar tidak banyak menyerap radiasi panas matahari. Sangkar dipasang dengan lantainya berada pada ketinggian 120 cm di atas tanah berumput pendek, sedangkan letaknya paling dekat dua kali (sebaiknya empat kali) tinggi benda yang berada di sekitarnya. Sangkar. Sangkar dipasang kuat berpondasi beton sehingga tidak dapat bergerak atau bergoyang jika angin kencang, selain itu agar sangkar tidak mudah dimakan rayap. Sangkar mempunyai dua buah pintu dan dua jendela yang berlubanglubang/kisi. Lubang/kisi itu memungkinkan adanya aliran udara. Temperatur dan kelembaban udara di dalam sangkar mendekati/hampir sama dengan temperatur dan kelembaban udara di luar. Sangkar dipasang dengan pintu membuka/ menghadap utara-selatan, sehingga alat-alat yang terdapat di dalamnya tidak terkena radiasi matahari langsung sepanjang tahun. Jika matahari berada pada belahan bumi selatan, pintu sebelah utara yang dibuka untuk observasi atau sebaliknya b. Peralatan yang terdapat di dalam Sangkar Meteorologi Alat pengukur kelembaban udara dimasukkan ke dalam Sangkar Cuaca yang di dalamnya antara lain terdapat beberapa peralatan, yaitu :


19

1) Termometer Maksimum Minimum

Gambar 20. Thermometer Maximum dan Thermometer Minimum a) Thermometer Makxsimum Thermometer air raksa ini memiliki pipa kapiler kecil (pembuluh) didekat tempat/ tabung air raksanya, sehingga air raksa hanya bisa naik bila suhu udara meningkat, tapi tidak dapat turun kembali pada saat suhu udara mendingin. Untuk mengembalikan air raksa ketempat semula, thermometer ini harus dihentakan berkali-kali atau diarahkan dengan menggunakan magnet. b) Thermometer Minimum Thermometer minimum biasanya menggunakan alkohol untuk pendeteksi suhu udara yang terjadi. Hal ini dikarenakan alkohol memiliki titik beku lebih tinggi dibanding air raksa, sehingga cocok untuk pengukuran suhu minimum. Prinsip kerja thermometer minimum adalah dengan menggunakan sebuah penghalang (indeks) pada pipa alkohol, sehingga apabila suhu menurun akan menyebabkan indeks ikut tertarik kebawah, namun bila suhu meningkat maka indek akan tetap pada posisi dibawah. Selain itu peletakan thermometer harus miring sekitar 20-30 derajat, dengan posisi tabung alkohol berada di bawah. Hal ini juga dimaksudkan untuk mempertahankan agar indek tidak dapat naik kembali bila sudah berada diposisi bawah (suhu minimum


20

Gambar 21. Termometer Minimum Untuk mengembalikan posisi indeks ke posisi aktual dapat dilakukan dengan memiringkan/ membalikkan posisi thermometer hingga indek bergerak ke ujung dari alkohol (posisi suhu aktual).

2) Termometer Bola Basah- Bola Kering

Gambar 22. Termometer Bola Kering dan Termometer Bola Basah

a. Dry Bulb temperature (Temperatur bola kering) Temperatur bola kering yaitu suhu yang ditunjukkan dengan thermometer bulb biasa dengan bulb dalam keadaan kering. Satuan untuk suhu ini bias dalam celcius, Kelvin, fahrenheit. Seperti yang diketahui bahwa thermometer menggunakan prinsip pemuaian zat cair dalam thermometer. Jika kita ingin mengukur suhu udara dengan thermometer biasa maka terjadi perpindahan kalor dari udara ke bulb thermometer. Karena mendapatkan kalor maka zat cair (misalkan: air raksa) yang ada di dalam thermometer mengalami pemuaian sehingga tinggi air raksa tersebut naik. Kenaikan ketinggian cairan ini yang di konversika dengan satuan suhu (celcius, Fahrenheit, dll).


21

b. Wet Bulb Temperature (Temperatur bola basah) Temperatur bola basah yaitu suhu bola basah. Sesuai dengan namanya “wet bulb”, suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer yang bulbnya (bagian bawah thermometer) dilapisi dengan kain yang telah basah kemudian dialiri udara yang ingin diukur suhunya.

c. Prinsip Kerja Temperatur Bola Basah dan Bola Kering Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain basah tersebut. Kalor dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada kain basah tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang ada dalam thermometer. Untuk menjelaskan apa itu wet bulb temperature, dapat kita gambarkan jika ada suatu kolam dengan panjang tak hingga diatasnya ditutup. Kemudian udara dialirka melalui permukaan air. Dengan adanya perpindahan kalor dari udara ke permukaan air maka terjadilah penguapan. Udara menjadi jenuh diujung kolam air tersebut. Suhu disinilah yang dinamakan Wet Bulb temperatur. Untuk mengukur dua sifat (Dry dan Wet bulb temperature) ini sekaligus biasanya menggunkan alat yang namanya sling, yaitu dua buah thermometer yang di satukan pada sebuah tempat yang kemudian tempat tersebut dapat diputar.

Satu thermometer biasa dan yang lainnya

thermometer dengan bulb diselimuti kain basah. Dew Point, yaitu suhu dimana udara telah mencapai saturasi (jenuh). Jika udara tersebut mengalami pelepasan kalor sedikit saja, maka uap air dalam udara akan mengembun. Termometer Bola Kering merupakan alat ukur suhu udara di permukaan yang diamati setiap jam pengamatan. Dari 2 termometer ini diketahui data RH dan TD.


22

2. Global Atmosphere Watch (GAW Kototabang)

Gambar 23. Logo GAW

Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang (Global Atmosphere Watch) terletak di Pulau Sumatera, Indonesia (0° 12′ 07″ LS – 100° 19′ 05″ BT). Stasiun ini berjarak 17 km arah Utara kota Bukittinggi dan lebih kurang 120 km Utara kota Padang yang merupakan ibukota provinsi Sumatera Barat. Stasiun yang berada di area terpencil ini terletak di daerah ekuatorial pada ketinggian 864,5 m di atas permukaan laut dan 40 km dari garis pantai bagian Barat. Arah angin berasal dari Selatan-Tenggara (Desember sampai Mei) atau Utara-Barat Laut (Mei sampai Oktober). Temperatur bervariasi dari 16 sampai 25°C dengan variasi yang sangat kecil dan kelembaban relatif biasanya lebih dari 80%. Fasilitas yang tersedia meliputi bangunan yang cukup luas yang menyediakan ruang kantor, ruang rapat, dan laboratorium. Di area atap seluas 300 m2, inlet udara dan beberapa peralatan radiasi dan meteorologi dipasang. Stasiun ini dapat dicapai dari jalan kecil yang tertutup untuk publik dan berjarak beberapa kilometer dari sebelah Barat jalan utama antara kota Padang dan Medan. Vegetasi yang mengelilingi area (30 km) sebagian besar berupa hutan tropis.


23

Gambar 24. Kantor GAW Kototabang

Stasiun ini merupakan bagian dari sistem monitoring dan riset yang dikoordinasi oleh World Meteorological Organization (WMO). Secara resmi mulai beroperasi sejak tanggal 7 Desember 1996 sebagai salah satu unit kerja dari Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG), Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang merupakan salah satu stasiun di daerah ekuatorial yang penting dalam program pengamatan atmosfer secara global karena secara umum pengukuran kondisi atmosfer dan kualitas udara di daerah ini sangat terbatas. Ada tiga program pengamatan yang dilakukan di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang, yaitu : 1. Pengamatan Gas Rumah Kaca 2. Pengamatan Kualitas Udara 3. Parameter Fisis Atmosfer


24

Instrumen-instrumen yang Ada di GAW Kototabang 1. AirKit Flask Sampler

Gambar 25. AirKit Flask Sampler Pemantauan konsentrasi gas rumah kaca di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang dilakukan dengan menggunakan alat AirKit Flask Sampler. Pemantauan gas rumah kaca dengan alat ini adalah hasil kerjasama antara Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika, Indonesia dengan National Oceanic and Atmospheric Administration, Amerika Serikat sejak tahun 2004, dan merupakan salah satu bagian dari situs pemantau konsentrasi gas rumah kaca yang tersebar di lebih dari 40 tempat di seluruh dunia. 2. Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level

Gambar 26. SO2 Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level Laporan Observasi Fuji Prasetyo

25

Pengamatan konsentrasi sulfur dioksida di Bukit Kototabang dimulai pada bulan Oktober 2008 dengan menggunakan SO2 Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level. 3. BAM 1020 Massa Aerosol PM10 di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang menggunakan BAM 1020 untuk mengamati variabilitas aerosol PM10 di udara ambien. Aerosol PM10 merupakan salah satu parameter yang dijadikan acuan dalam penentuan Indeks Standar Pencemaran Udara (ISPU).

Gambar 27. BAM 1020 4. Imager Airglow

Gambar 28. Imager Airglow Airglow berfungsi untuk mengamati perilaku atmosfer (Gelombanggelombang) diakibatkan oleh cahaya-cahaya benda-benda langit yang menunjukkan adanya transfer energi di daerah Atmosfer atas. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

26

5. M9003 Integrating Nephelometer

Gambar 29. M9003 Integrating Nephelometer Koefisien Hamburan Cahaya Aerosol adalah Instrumen Pengukuran Aerosol PM10 di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang telah dilakukan sejak Maret 2004 dengan menggunakan instrumen M9003 Integrating Nephelometer buatan Ecotech, Australia. Hasil pengukuran parameter ini disajikan dalam suatu nilai yang disebut sebagai Scattering Coefficient (Koefisien Hamburan).

6. Mobile Automatic Weather Station (MAWS)

Gambar 30. Mobile Automatic Weather Station (MAWS) Instrumen yang digunakan untuk memantau fisis atmosfer di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang adalah Mobile Automatic Weather Station (MAWS). Pada alat ini terdapat beberapa sensor yang dapat memantau parameter fisis atmosfer di antaranya: suhu udara, tekanan udara, kelembaban udara, radiasi matahari, curah hujan, kecepatan dan arah angin. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

27

7. High Volume Air Sampler (HVAS)

Gambar 31. High Volume Air Sampler (HVAS) High Volume Air Sampler (HVAS) merupakan instrumen yang digunakan untuk mengukur jumlah partikel, terutama aerosol PM10 yang ada di atmosfer dalam jangka waktu 24 jam. Dalam hal fungsinya, alat ini mirip dengan BAM 1020, hanya metode pengukurannya menggunakan kertas saring dan dilakukan secara gravimetri (selisih berat setelah dan sebelum kertas saring digunakan). 8. Partisol Sampler

Gambar 32. Partisol Sampler Bersama dengan HVAS, Partisol Sampler juga digunakan untuk mengukur konsentrasi partikel. Partisol sampler digunakan spesifik untuk mengukur aerosol PM25. Metode pengukuran yang digunakan juga gravimetri dengan jangka waktu sampling 7 hari. Dari hasil sampling, kertas saring hasil pengukuran juga digunakan untuk menganalisis kandungan ion yang ada di atmosfer. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

28

9. CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301.

Gambar 33. CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301. Pengamatan konsentrasi gas karbon dioksida di Bukit Kototabang dimulai pada bulan Oktober 2008 dengan menggunakan CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301. 10. NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced.

Gambar 34. NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced Pengamatan konsentrasi oksida nitrogen di Bukit Kototabang dimulai pada bulan Oktober 2008 dengan menggunakan NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced Laporan Observasi Fuji Prasetyo

29

11. pH meter dan Conductivity meter merek InoLab Analisis kimia air hujan dilakukan dengan melakukan pengukuran derajat keasaman (pH) dan daya hantar listrik dari sampel air hujan. Alat yang digunakan adalah pH meter dan Conductivity meter merek InoLab.

Gambar 35. pH meter dan Conductivity meter merek InoLab 12. Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley

Gambar 36. Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley Pengukuran intensitas radiasi matahari dilakukan dengan menggunakan Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley. Intensitas radiasi matahari yang diukur meliputi radiasi global (global radiation), radiasi langsung (direct radiation), radiasi baur (diffuse radiation), dan radiasi inframerah (infrared radiation). Laporan Observasi Fuji Prasetyo

30

13. Ozone Analyzer type TEI 49C

Gambar 37. Ozone Analyzer type TEI 49C Pengamatan ozon permukaan di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang telah dimulai sejak September 1996. Instrumen yang digunakan adalah Ozone Analyzer type TEI 49C dan Ozone Calibrator TEI 49 PS sebagai kalibrator. Mulai September 2006, instrumen pengamatan ozon ditambah dengan Ozone Analyzer type 49C, bantuan WMO-WCC EMPA, Swiss.

14. TEI Type 48C dan HORIBA APMA360. Karbon Monoksida adalah Pengukuran Karbon Monoksida di Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang mempergunakan dua jenis instrumen, yaitu TEI Type 48C dan HORIBA APMA360.

Gambar 38. TEI Type 48C dan HORIBA APMA360. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

31

3. Loka Pengamatan Atmosfer Kototabang (LAPAN KOTOTABANG) Loka pengamatan Atmosfer kototabang adalah salah satu fasilitas pengamatan yang terletak dekat dengan khatulistiwa di Kototabang, Kecamatan Palupuh, Kabupaten Agam-Sumatera Barat dengan posisi 100.32 BT, 0.23 LS dan ketinggian 900 mdpl (meter di atas permukaan laut). Pembangunan Loka Pengamatan Atmosfer Kototabang dikarenakan kurangnya data-data Meteorologi untuk daerah Indonesia bagian Barat. Daerah ini merupakan daerah penyimpan bahang (panas) baik panas sensibele maupun panas laten terbesar bagi pembentukan awan-awan raksasa, sebab daerah ini terletak di daerah yang dekat dengan khatulistiwa dan letak geografis yang unik, yakni diapit oleh dua benua besar dan dua samudera besar yang dikenal sebagai kawasan benua maritim. Stasiun Pengamatan Dirgantara Kototabang diresmikan oleh Menteri Negara Riset dan Teknologi DR. AS Hikam pada 26 juni 2001

Instrumen-instrumen yang Ada di LAPAN Kototabang 1. Equatorial Atmosdphere Radar (EAR)

Gambar 39. Equator Atmosphere Radar ( EAR) Radar EAR berfungsi sebagai pengamat atmosfer yang berpengaruh pada iklim global.Alat ini juga dirancang untuk mendeteksi arah dan kecepatan angin,salah satu yanga diamati adalah pengamatan musim hujan di Indonesia.Radar ini secara umum mempelajari dinamika atmosfer dan mampu mendeteksi perilaku angin dalam bentuk tiga dimensi yaitu vertikal ,meridional dan zonal dalam selang Laporan Observasi Fuji Prasetyo

32

waktu beberapa menit untuk setiap ketinggian 150- 300 meter serta mampu menyimpan 1.440 profil dinamika atmosfer dalam satu hari.Alat tersebut juga mampu mendeteksi fenomena elektromagnetik yang terjadi pada lapisan sekitar 100 km.Radar EAR dibuat hampir menyerupai MU (Middle and Uppper atmosphere) radar yang ada di Shiragaki,Jepang baik dari sistem antena yang dipakai maupun frekuensi yang digunakan yakni 46,5 MHz.Radar EAR merupakan radar terbesar ketiga didunia setelah Radar Meshophere Stratosphere Trophosphere (MST) di Peru India.Radar tersebut unik sebab memiliki resolusi tinggi dan teknologinya sama seperti Jepang.

2. Global Position System (GPS)

Gambar 40. Global Position System (GPS) GPS ada 2 macam (GPS Centilasi dan GPS TEC), GPS TEC berguna untuk menentukan total electron content (TEC) Ionosfer , yang berfungsi mengetahui koreksi ionosfer dan gangguanya untuk keperluan komunikasi dan navigasi.


33

3. Micro-rain Radar

Gambar 41. Micro Rain Radar Radar ini di Frekwensi 24,1 GHz, Transmit power 50 mW, receiveroffaet parabolic dengan dia meter 0,6 m. Fungsinya untuk mendapatkan data kandungan uap air yang ada di atmosfer, pengamatan otomatis dan data yang didapat real time dan kontinyu.

4. Rain Gauge

Gambar 42. Rain Gauge Optical Rain Gauge merupakan alat untuk mendapatkan data curah hujan (rainrate) yang terjadi secara terus-menerus.ORG mempunyai spesifikasi sebagai berikut: a) Curah hujan : 0,1-500 Laporan Observasi Fuji Prasetyo

34

b) Resolusi

: 0,001mm

c) Sampling

: 1 menit

Optical Rain Gauge didirikan dengan tiang setinggi 1,5 m,kotak sebelah kanan merupakan trasmiter,sedang kotak sebelah kiri merupakn receiver

5. Disdrometer

Gambar 43. Disdrometer Disdrometer berfungsi untuk mendapatkan data besarnya butiran hujan. Alat ini mulai melakukan pengamatan sejak tahun 2003.Dalam melaksanakan pengamatan alat ini menggunakan kamera sebagai sensor.Gambar sebelah kanan merupakan unit sensor dari didrometer,sedangkan sebelah kanan merupakan OEU dari disdrometer. 6. Radiometer

Gambar 44. Radiometer Laporan Observasi Fuji Prasetyo

35

Radiometer berguna untuk mengukur kelembaman udara. Data yang didapatkan dari radiometer yairu kandungan uap air dengan batas ukur sampai ketinggian 10 km.Radiometer didirikan diatas sebuah bangunan dengan tinggi lebih kurang 1 m diatas permukaan tanah,dan ditopang dengan empat kaki.

7. Radio Acustik Sound System (RASS) RASS mempunyai speaker dan Profiler khusus. Speker ini memancarkan suara arah vertikal dengan f~2000 Hz, dengan menfaatkan gelombang suara untuk mendapatkan profil temperature vertical sampai ketinggian kurang lebih l - 20 km,dan RASS (Radio Acustik Sound System) ini dapat mendeteksi per 2 menit

8. Lidar

Gambar 45. Lidar Alat ini berfungsi untuk mengukur Areosol, debu dan dan lainya, pengamatan

dapat

mencapai

ketinggian

sekitar

60

km.

dan

bisa

mencapai ketinggian 90 km. Target observasi Lidar adalah: 1. Struktur-struktur lapisan metalik seperti Na, Fe, Ca ion di dalam daerah mesopause oleh resonance scattering lidar 2. Struktur temperatur di dalam daerah mesopause oleh narrowband resonance scattering lidar 3. Struktur-struktur temperatur malam hari dan siang hari di dalam mesosfer dan stratosfer oleh Reyleigh lidar 4. Struktur-struktur awan dan aerosol di dalam troposfer oleh mie lidar 5. Profil-profil uap air di dalam troposfer oleh Raman lidar


36

9. Meteor Wind Radar

Gambar 46. Meteor Wind Radar Radar yang berguna untuk memonitor meteor yang jatuh di Atmosfer. Dan untuk melihat keadaan angin dari meteor-meteor ini.

4. PT. SEMEN PADANG

Gambar 47. PT. Semen Padang PT Semen Padang (Perusahaan) didirikan pada tanggal 18 Maret 1910 dengan nama NV Nederlandsch Indische Portland Cement Maatschappij (NV NIPCM) yang merupakan pabrik semen pertama di Indonesia. Kemudian pada tanggal 5 Juli 1958 Perusahaan dinasionalisasi oleh Pemerintah Republik Indonesia dari Pemerintah Belanda. Selama periode ini, Perusahaan mengalami proses kebangkitan kembali melalui rehabilitasi dan pengembangan kapasitas pabrik Indarung I menjadi 330.000 Laporan Observasi Fuji Prasetyo

37

ton/ tahun. Selanjutnya pabrik melakukan transformasi pengembangan kapasitas pabrik dari teknologi proses basah menjadi proses kering dengan dibangunnya pabrik Indarung II, III, dan IV. Pada tahun 1995, Pemerintah mengalihkan kepemilikan sahamnya di PT Semen Padang ke PT Semen Gresik (Persero)Tbk bersamaan dengan pengembangan pabrik Indarung V. Pada saat ini, pemegang saham Perusahaan adalah PT Semen Gresik (Persero)Tbk dengan kepemilikan saham sebesar 99,99% dan Koperasi Keluarga Besar Semen Padang dengan saham sebesar 0,01 %. PT Semen Gresik (Persero) Tbk sendiri sahamnya dimiliki mayoritas oleh Pemerintah Republik Indonesia sebesar 51,01%. Pemegang saham lainnya sebesar 48,09% dimiliki publik. PT Semen Gresik (Persero) Tbk. merupakan perusahaan yang sahamnya tercatat di Bursa Efek Indonesia. Sejak 7 Januari 2013, PT Semen Gresik (Persero) Tbk berubah nama menjadi PT Semen Indonesia (Persero) Tbk sesuai hasil Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa (RUPSLB) di Jakarta pada 20 Desember 2012.

Instrumen-instrumen yang Ada di PT. Semen Padang 1. Compressive Strengh a) Tujuan Identifikasi Compressive Strengh Tujuan dari pengenalan alat Compressif Strengh adalah 1) Untuk mengetahui hubungan antara umur beton dengan kuat tekan yang dihasilkannya 2) Untuk mengetahui unsur unsur apa saja yang berpengaruh terhadap kuat tekan beton

b) Compressive Strengh Kompressif Strengh merupakan alat yang bekerja untuk mendeteksi nilai kuat tekan beberapa material. Material yang akan diukur kuat tekannya akan disesuaikan dengan batas ukur dari masing-masing tipe alat Kompressif Strengh.

c) Komponen Alat Compressive Strengh


38

Gambar 48. Compressive Strengh Alat Compressive Strengh ini terdiri dari beberapa komponen yang menyusunnya

sesuai

fungsinya

masing-masing.

Secara

keseluruhan,

Compressive Strengh dapat dilihat seperti gambar berikut : 1) Parameter bacaan alat ukur 2) Jarum Kalibrasi 3) Media sampel (Mesin Tekan) 4) Pemutar Media Sampel (Knop) 5) Tempat sampel

d) Prinsip Kerja Compressive Strengh 1. Pembuatan Sampel Dalam hal ini pembuatan benda uji berbentuk silinder, langkahlangkah yang perlu dilakukan : a) Mengisikan campuran beton pada cetakan dengan adukan beton dalam 3 lapis, dimana setiap lapis dipadatkan dengan 25x tusukan secara merata. b) Meratakan permukaan beton dan menutupnya dengan bahan kedap air, kemudian membiarkannya selama 24 jam. c) Membuka cetakan dan mengeluarkan benda uji, lalu merendamnya dalam bak perendam berisi air pada temperatur 25 0C. d) Mengambil benda uji dari bak perendam dan menentukan berat dan ukuran benda uji.

2. Pengujian Sampel Laporan Observasi Fuji Prasetyo

39

a) Menghubungkan mesin uji kuat tekan dengan arus listrik untuk Compressive Strengh digital. b) Mengkalibrasi mesin Compressive Strengh c) Meletakan benda uji pada mesin tekan. d) Menekan tombol turn down, sehingga bagian dari mesin penekan akan tepat diatas permukaan benda uji. e) Memutar knop, sehingga bagian penekan mesin akan melakukan penekanan terhadap benda uji sampai batas maksimum dan jarum skala yang bewarna merah akan menunjukkan angka maksimum dari beban tekan yang dihasilkan benda uji tersebut. f) Mencatat berapa angka maksimum yang ditunjukkan oleh jarum skala g) Menghitung berapa luas penampang dari benda uji,sesuai dengan benda uji yang digunakan. Luas permukaan kubus: s x s Luas permukaan silinder :  r2 dengan  = 3,14 atau h) Menggunakan persamaan kuat tekan (f‟c) = dengan :

22 7

P A

f‟c adalah harga kuat tekan beton (kg/cm2) A adalah luas penampang beton (cm2) P adalah beban tekan (kg)

untuk mendapatkan berapa harga kuat tekan dari benda uji yang digunakan.

e) Aspek Fisis Compressive Strengh 1. Bahan Penyusun Beton Beton umumnya tersusun dari tiga bahan penyusun utama yaitu semen, agregat, dan air. Jika diperlukan bahan tambahan yang dapat mengubah sifat-sifat tertentu dari beton yang bersangkutan.

a. Semen Semen merupakan bahan dasar terpenting dalam pembuatan beton. Semen berasal dari kata “Cement” dalam bahasa Inggris berarti Laporan Observasi Fuji Prasetyo

40

pengikat atau perekat. Semen bersifat hidrolis yang dapat bereaksi secara kimia dengan air sehingga membentuk material padat, kaku, dan keras yang disebut dengan hydrolic binder (perekat hidrolis). Semen merupakan bahan campur yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Agregat tidak memainkan peranan yang penting dalam reaksi kimia tersebut, semen juga merupakan bahan ikat hidrolik yang dapat bereaksi secara kimia dengan air, yang disebut hidrasi, sehingga membentuk material batu padat.

b. Air Air merupakan salah satu bahan yang penting dalam pembuatan beton. Di dalam campuran beton, air mempunyai dua fungsi:

pertama,

untuk

memungkinkan

reaksi

kimia

yang

menyebabkan terjadinya pengikatan dan berlangsungnya pengerasan, dan yang kedua sebagai pelicin campuran kerikil, pasir dan semen untuk mempermudah pencetakan.Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi dari semen, menbasahi agraget dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang digunakan dapat berupa air tawar (dari sungai, danau, telaga, kolam, dan lain-lain.

c. Agregat Agregat adalah butir-butir mineral yang dicampur dengan semen Portland dan air sehingga membentuk beton. Dikarenakan ¾ bagian volume beton terdiri dari agregat, maka tidak mengherankan bahwa kualitas agregat memegang peranan yang sangat penting. Beton mengandung 60-70 % agregat (agregat halus dan agregat kasar) yang berasal dari mineral alam dan digunakan sebagai bahan pengisi. Oleh sebab itu untuk mendapatkan beton yang berkualiatas diperlukan agregat yang baik Menurut standar ASTM C 33-90 agregat halus memiliki ukuran butiran < 5 mm atau lolos saringan no. 4 dan tertahan pada


41

saringan no. 200 dan Agregat kasar untuk beton adalah berupa kerikil, batu kapur, dan batu pecah.

2. Kuat Tekan Beton Kekuatan tekan merupakan salah salah kinerja utama dari beton. Kekuatan beton merupakan kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Walaupun dalam beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan bahwa semua tegangan tekan didukung oleh beton tersebut.

Penentuan

kekuatan

tekan

dapat

dilakukan

dengan

menggunakan alat uji tekan. Salah satu cara untuk mengetahui kuat tekan dari beton yang diperoleh dari benda uji akan berbeda, karena beton merupakan material heterogen, yang kekuatannya dipengaruhi oleh: a.

Kualitas dari bahan-bahan beton itu sendiri meliputi kualitas semen, air

b.

Proporsi dari campuran beton

c.

Kecepatan pembebanan (Tri Mulyono, 2005; hal 9) Nilai kuat tekan beton diperoleh dari pengujian yang standarnya

didasarkan atas daya dukung beton umur 28 hari. Perkembangan kekuatan beton tergantung dari suhu, kelembapan selama pemeliharaan (curing). Suhu yang lebih tinggi mempercepat reaksi kimia dan sudah tentu akan mempercepat perkembangan dari daya tekan tersebut.Pada prinsipnya aplikasi kekuatan tekan berfungsi untuk menahan gaya-gaya yang akan bekerja pada beton diantaranya adalah gaya horisontal dan gaya vertikal. Penentuan kekuatan tekan data dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan dengan benda uji berbentuk silinder dengan rosedur uji ASTM C39 atau kubus dengan prosedur BS1881 part 115 part 116 ada umur 8 hari. Kuat tekan beton merupakan faktor yang utama dan penting untuk diperhatikan di dalam pelaksanaan pengecoran dilapangan. Ratarata, beton mencapai kekuatan tekan karakteristik rencananya pada umur 28 hari. Pada umur tersebut kuat tekan karakteristik beton mencapai kekuatan rencananya. Kekuatan tekan relatif antara benda uji silinder dengan kubus. Nilai kuat tekan benda uji dihitung dengan persamaan berikut: Laporan Observasi Fuji Prasetyo

42

Kuat tekan (f‟c) =

P A

dengan : f‟c adalah harga kuat tekan beton (kg/cm2) A adalah luas penampang beton (cm2) P adalah beban tekan (kg) Pengujian kuat tekan sering dilakukan pada benda uji pada umur 7 hari dan 28 hari (mengacu pada ASTM). Untuk umur 3 hari tidak dilaksanakan uji kuat tekan beton karena suhu yang masih tinggi pada beton tersebut, hal ini mengakibatkan bila diraba beton tersebut sangat panas, sehingga betonnya masih rapuh dan komponen di dalamnya belum menyatu, yang mengakibatkan nilai kuat tekannya cendrung rendah. Pengujian kuat tekan beton umur 28 hari dilakukan untuk mengetahui kuat tekan karakteristik dari beton yang dibuat sekaligus menetukan mutu betonnya. Hal ini sesuai dengan standar dari PBI yang menyatakan saat umur beton 28 hari faktor koreksinya bernilai 1,00 dan beton dikatakan sudah matang karena komponen di dalamnya sudah padu sehingga nilai kuat tekannya cenderung tinggi.

2. Bomb Calorimeter a) Tujuan Identifikasi Bomb Calorimeter Tujuan dari pengenalan alat Bomb Calorimeter adalah a. Untuk mengukur kalor atau nilai kalori suatu bahan yang dibebaskan pada pembakaran sempurna b. Untuk menyatakan kualitas bahan berdasarkan nilai kalornya.

b) Bomb Calorimeter Kalorimeter Bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O 2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Secara umum Bomb kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau nilai kalori suatu bahan yang dibebaskan pada pembakaran sempurna. Adapun nilai kalor yang di ukur antara lain: 1. Nilai kalor batubara (coal calorific value) Salah satu parameter penentu kualitas batubara ialah nilai kalornya, yaitu seberapa banyak energi yang dihasilkan per satuan massanya. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

43

Kalorimater bom terdiri dari 2 unit yang digabungkan menjadi satu alat. Unit pertama ialah unit pembakaran di mana batubara dimasukkan ke dalam bejana dan dibakar dengan pasokan udara/oksigen pembakar. Unit kedua ialah unit pendingin (kondensor). Dengan standar pengukuran ASTM D 3286. 2. Nilai kalor zat makanan Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanan karbohidrat, protein, atau lemak.

c) Komponen Bomb Calorimeter Salah satu bentuk perangkat Bomb Calorimeter type Parr 1261

Gambar 49. Bomb Calorimeter Bagian-Bagian Bomb Kalorimeter 1. Kalorimeter Kalorimeter berfungsi sebagai tempat pembakaran sampel terjadi, pada kalorimeter terdapat penyekat dan elektroda serta keyboard untuk memasukkan data sampel yang akan diuji. Secara keseluruhan calorimeter ditunjukkan pada gambar 50.


44

Gambar 50. Calorimeter 2. Bomb Bomb terdiri dari kepala bomb dan tabung bomb. Pada kepala bomb terdapat capsul tempat meletakkan sampel. Sedangkan tabung bomb berfungsi sebagai tempat gas O2 diletakkan sebagai pembantu dalam pembakaran sempurna. Bomb ditunjukkan pada gambar 51.

Gambar 51. Bomb 3. Water Handling Water handling berfungsi sebagai penentu suhu dan penentu massa air yang akan digunakan dalam water bucket. Water handling ditunjukkan pada gambar 52.


45

Gambar 52. Water handling 4. Wire Wire merupakan kawat halus yang terbuat dari nikel. Adapun fungsi wire adalah untuk mengukur reaksi pembakaran yang dihubungkan ke elektroda. Yang dapat diketahui dengan mengukur panjang wire sebelum pembakaran dan panjang wire setelah pembakaran, lalu dikalikan dengan 2,3 kalori. Untuk panjang wire sebelum pembakaran selalu 10 cm.

5. Water Bucket Water bucket berfungsi sebagai penahan panas dari hasil pembakaran sampel sampai panas yang dihasilkan dapat terukur oleh termometer. Water bucket ditunjukkan pada gambar 53.

Gambar 53. Water Bucket 6. Printer Sebagai keluaran data nilai kalor dari sampel yang diuji karena bomb calorimeter parr 1261 ini merupakan bomb calorimeter digital yang datanya dapat diperoleh secara langsung. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

46

d) Prinsip Kerja Bomb Calorimeter Adapun langkah-langkah dalam pengoperasian bomb kalorimeter adalah sebagai berikut: 1.

On kan power, calorimeter, dan water handing untuk sirkulasi serta cooler

2.

Tunggu sampai suhu air yang ada dalam water handling antara 29-300C

3.

Timbang sampel sebanyak 1 gram dalam capsul dengan ketelitian 0,1 mg.

4.

Ukur wire 10 cm (10 cm = 23 cal), hubungkan kedua ujungnya pada kedua elektroda dan buat gelungan atau lekukan ditengah hingga menyentuh sampel.

5.

Pasangkan kepala bomb pada tabung bomb dan kunci sampai erat

6.

Tutup valve tempat gas O2 keluar (outlet valve)

7.

Hubungkan tempat gas O2 masuk dengan oksigen filling

8.

Buka main valve O2 pada tabung

9.

Setting tekanan O2 pada regulator

10. Isi tabung bomb dengan O2 dengan cara menekan O2 fill pada keyboard calorimeter 11. Biarkan sampai tekanan mencapai 450 psi (dengan otomatis akan berhenti sendiri) ditandai dengan kedengaran bunyi 12. Ukur suhu air yang keluar dari water handling, bila telah mencapai suhu 29-300C langsung isi water bucket dengan air melalui delivery volume sebanyak 2000 ml yang akan terisi secara otomatis. 13. Masukkan water bucket ke dalam kalorimeter 14. Tempatkan bomb ke dalam water bucket pada posisi yang telah disediakan 15. Hubungkan kedua ujung elektroda pada bomb 16. Tutup calorimeter 17. Tekan F2 untuk menukar program dari standard ke determinan .Pada display akan muncul DETR 18. Tekan tombol start untuk memulai pengujian 19. Isikan data: call ID , sample ID , weight lalu enter 20. Setelah itu pada display akan muncul PRE, tunggu sampai suhu stabil 21. Setelah suhu stabil maka secara otomatis akan terjadi pembakaran yang didahului dengan bunyi alarm alat dan pada display PRE akan berubah menjadi POST. Pada saat pembakaran energi yang dilepaskan akan Laporan Observasi Fuji Prasetyo

47

menimbulkan suhu pada bomb dan air di sekitar bucket. Perubahan suhu dalam air tersebut diukur secara akurat dengan termometer yang dicelupkan dalam air. Panas yang dihasilkan akan merata karena pengadukan air oleh penyekat yang berfungsi mengisolasi udara. Kenaikan suhu ini digunakan untuk menghitung energi yang diberikan oleh sampel yang terbakar. Berdasarkan temperatur yang muncul dan jumlah energi dari panas yang dilepaskan pada pembakaran serta kapasitas panas dari sistem kalorimeter nantinya kita dapat menghitung kalor dari sampel, yang datanya dapat diperoleh secara langsung. 22. Pada saat pembakaran alat tidak boleh dipegang atau disentuh dengan bagian badan yang manapun juga. 23. Tunggu sampai pembakaran selesai yang ditandai dengan bunyi alarm dan pada display akan muncul gross heatnya 24. Tekan done untuk menyimpan data dan pada display akan keluar secara bergantian suhu bucket 25. Keluarkan bomb dan water bucket dari calorimeter 26. Air yang ada dalam bucket dimasukkan kembali ke dalam water handling 27. Keluarkan gas O2 dari tabung melalui outlet valve sampai habis 28. Injeksikan air yang mengandung metil orange 1 % 1 ml dalam 1 liter sebanyak 100 cc melalui outlet valve ke dalam tabung bomb untuk mencuci seluruh bagian dalam bomb. 29. Kumpulkan air pencuci tadi ke dalam beaker dan bilas sampai tidak ada asamnya yang tertinggal dengan aquadest. Titrasi larutan dengan larutan Na2CO3 1 ml = 1 cal sampai titik akhir (tepat perubahan warna dari orange ke kuning). 30. Jumlah volume (ml) Na2CO3 yang terpakai untuk menetralisir asam sama dengan jumlah kalori asam yang dihasilkan sampel yang diuji 31. Ukur panjang wire yang tersisa, kemudian hitung panjang wire yang terbakar dan kalikan dengan 2,3 kal. Didapatkan kalori yang dihasilkan wire. 32. Hitung harga gross heat yang sesungguhnya dengan cara 1. tekan tombol RPT pada keyboard calorimeter 2. isikan data: sample ID ,fuse ID, acid lalu enter,maka gross heat yang sesungguhnya akan keluar pada printer Laporan Observasi Fuji Prasetyo

48

Proses Pembuatan Semen 1. Bahan Pembuatan Semen 1.

Bahan utama a. Batu kapur sebanyak 80% b. Silica sebanyak 10% c. Clay sebanyak 8% d. Irond san sebanyak 2%

2.

Bahan penolong a. Gypsum sebanyak 3.5% b. Pozzoolan sebanyak 1-1.5% c. Fly ash sebanyak 1% d. High grade limestone sebanyak 4,5%

3.

Bahan Bakar a. Batubara b. Solar

4.

Listrik Listrik yang digunakan adalah listrik dengan daya 90 MWH

2. Tahap-tahap Pembuatan Semen 1. Penambangan dan penyimpanan bahan mentah 2. Penggilingan dan pencampuran bahan mentah 3. Homogenesis hasil penggalian bahan mentah 4. Pembakaran 5. Penggilingan akhir hasil pembakaran Skema proses produksi adalah sebagai berikut : Batu kapur

Raw mill

Raw max

Cement mill Laporan Observasi Fuji Prasetyo

49

Gambar 54. Skema Proses Produksi Semen Dari Gambar diatas tersebut dapat dijelaskan bahwa batu kapur digiling atau dimasukkan dalam raw mill dalam udara panas dialirkan dari tanur putar (klin) sehingga dihasilkan raw max dengan kandungan air <1 %. Setelah menjadi homogenisasi. Raw max di bakar dengan bahan bakar batu bara dengan suhu 1400oC dengan menghasilkan klingker berupa butiran hitam. Selanjutnya penggulingan akhir klinker di tromol semen (cement mill ) dengan menambahkan gypsum denga perbandingan tertentu. Dan hasil penggulingan terakhir ini adalah semen yang siap dipakai dan di jualkan kepasar baik dalam kemasan kantong ataupun dalam kemasan encer. 3. Proses Pengujian Semen 1. Pengujian Bahan Semen a.

Pembuatan Beton 1) Pembuatan semen 2) Argen halus/pasir 3) Argen kasar batu pecah 5/10 4) Argen kasar batu pecah 10/20


50

Gambar 55. Bahan Material Untuk Pembuatan Beton

b.

Penimbangan Bahan Material

Gambar 56. Penimbang Bahan Material c.

Pengaduk Bahan

Gambar 57. Alat Pengaduk Bahan

d.

Pembuatan Sampel


51

Gambar 58. Contoh Cetakan Sampel

e.

Pendiaman Sampel

Gambar 59. Sampel Yang Sudah Di Buat

f.

Perendaman Sampel

Gambar 60. contoh sampel yang direndam

g.

Pengeringan Sampel Laporan Observasi Fuji Prasetyo

52

Gambar 61. Alat Untuk Mengeringkan Sampel

h.

Pembakaran

Gambar 62. Alat Stem Curing Beton

i.

Pengujian Sampel

Gambar 63. Alat uji Kuat Lentur Sampel

j.

Pemeriksaan Kadar Air Laporan Observasi Fuji Prasetyo

53

Gambar 64. Alat Untuk Menguji Kadar Air

2. Pengujian Kualitas Bahan Adapun kualitas bahan yang diuji di laboratorium kualitas bahan adalah a. Kertas (kantong semen) b. Kantong semen terdiri dari beberapa yaitu: 1) Kantong pastek yang berasal dari rusia dengan ketahanan 80% 2) Kantong jahit yang di bikin sendiri oleh masyarakat Sumbar dengan ketahanan 75% 3) Kantong laminasi dengan ketahanan 100%

Gambar 65. Contoh Kantong Semen Yang Digunakan


54

Gambar 66. Alat Untuk Menguji Kuat Regang Kertas

Gambar 67. Alat untuk Menguji Ketahanan Kertas Dan yang diuji terhadap kertas adalah a) Menguji kuat tarik benang b) Menguji kaut regang benang c) Menguji tahanan kertas d) Menguji ketahanan sobek e) Menguji daya serap kertas

3. Pengujian Sifat Fisika Semen berdasarkan ASTM


55

Gambar 68. skema pengujian sifat fisika semen Beberapa komponen berdasarkan sifat fisika yang diuji dari semen adalah : a) Kehalusan b) Pengujian Falseset c) Setting Time d) Pemuaian e) Kuat Tekan

5. Laboratorium FMIPA-UNP Laboratorium FMIPA-UNP merupakan salah satu fasilitas yang dimiliki oleh Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang sebagai sarana penunjang dalam perkuliahan.

Gambar 69. Laboratorium FMIPA-UNP


56

a. Laboratorium Fisika Laboratorium fisika dilengkapi dengan peralatan-peralatan yang dapat dipergunakan untuk praktikum mahasiswa. Laboratorium ini terdiri atas sub-sub labor. 1) Fisika dasar 2) Fisika Komputasi berfasilitas internet dengan 20 buah komputer 3) Pengajaran Fisika 4) Elektronika dan Instrumentasi 5) Fisika Material 6) Fisika Bumi 7) Mekanika dan Fluida 8) Optik 9) Fisika Inti 10) Bengkel

b. Laboratorium Biologi Jurusan Biologi telah memiliki laboratorium kimia yang dilengkapi dengan berbagai peralatan praktek dan dipergunakan untuk praktikum mahasiswa. 1) Biologi Dasar 2) Ekonomi 3) Genetika 4) Fisiologi Hewan 5) Fisiologi Tumbuhan 6) Struktur Perkembangan Hewan 7) Struktur Perkembangan Tumbuhan 8) Mikrobiologi 9) Mikroteknik 10) Penelitian 11) Pengajaran (AVA)

c. Laboratorium kimia


57

Jurusan Kimia telah memiliki laboratorium kimia yang dilengkapi dengan berbagai peralatan praktek dan dipergunakan untuk praktikum mahasiswa. Laboratorium Biologi terdiri atas sub-sub laboratorium: 1) Kimia Dasar 2) Kimia Fisik 3) Kimia Anorganik 4) Kimia Analitik 5) Kimia Organik 6) Biokimia 7) Penelitian 8) Teknologi Pengajarna 9) Lab Instrumentasi


58

Instrumen-instrumen yang Ada di Laboratorium FMIPA-UNP 1. X-Ray Diffraction (XRD) a) Pengertian Sinar X ditemukan pertama kali oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Karena asalnya tidak diketahui waktu itu maka disebut sinar-X. Sinar X digunakan untuk tujuan pemeriksaan yang tidak merusak pada material maupun manusia. Disamping itu, sinar X dapat juga digunakan untuk menghasilkan pola difraksi tertentu yang dapat digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif material.

Gambar 70. X-Ray Diffraction Pada waktu suatu material dikenai sinar X, maka intensitas sinar yang ditransmisikan lebih rendah dari intensitas sinar datang. Hal ini disebabkan adanya penyerapan oleh material dan juga penghamburan oleh atom-atom dalam material tersebut.Berkas sinar X yang dihamburkan tersebut ada yang saling menghilangkan karena fasanya berbeda dan ada juga yang saling menguatkan karena fasanya sama. Berkas sinar X yang saling menguatkan itulah yang disebut sebagai berkas difraksi. Gambar dibawah akan menjelaskan pengertian tersebut. Hukum Bragg merupakan perumusan matematika tentang persyaratan yang harus dipenuhi agar berkas sinar X yang dihamburkan tersebut merupakan berkas difraksi. Sinar X dihasilkan dari tumbukan antara elektron kecepatan tinggi dengan logam target. Dari prinsip dasar ini, maka dibuatlah berbagai jenis alat yang memanfaatkan prinsip dari Hukum Bragg ini. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

59

XRD atau X-Ray Diffraction merupakan salah satu alat yang memanfaatkan prinsip tersebut dengan menggunakan metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel. Bahan yang dianalisa adalah tanah halus, homogenized, dan rata-rata komposisi massal ditentukan b) Prinsip Kerja Dasar dari prinsip pendifraksian sinar X yaitu difraksi sinar-X terjadi pada hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg: n.λ = 2.d.sin θ ; n = 1,2,... Berdasarkan persamaan Bragg, jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal,maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS.

Gambar 71. Prinsip Kerja X-Ray Diffraction Laporan Observasi Fuji Prasetyo

60

Prinsip kerja XRD secara umum adalah sebagai berikut : XRD terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar-X, tempat objek yang diteliti, dan detektor sinar X. Sinar X dihasilkan di tabung sinar X yang berisi katoda memanaskan filamen, sehingga menghasilkan elektron. Perbedaan tegangan menyebabkan percepatan elektron akan menembaki objek. Ketika elektron mempunyai tingkat energi yang tinggi dan menabrak elektron dalam objek sehingga dihasilkan pancaran sinar X. Objek dan detektor berputar untuk menangkap dan merekam intensitas refleksi sinar X. Detektor merekam dan memproses sinyal sinar X dan mengolahnya dalam bentuk grafik. 2. Susceptibility Meter a) Pengertian Mineral magnetik dan hal-hal yang berkaitan dengannya (kuantiítas, bentuk bulir, dan ukuran bulir), dapat diidentifikasi dengan serangkaian metode yang dikenal sebagai metode-metode kemagnetan batuan (rock magnetic methods) .Metode-metode ini berbasis pada pengukuran sifat-sifat magnetik dari sampel (Bijaksana, 2002).

Gambar 72. Seperangkat alat Magnetik Susceptibility Meter

Metode yang paling lazim digunakan adalah pengukuran suseptibilitas magnetik. Nilai suseptibilitas magnetik suatu bahan pun dapat ditentukan baik pada sampel di laboratorium maupun dilakukan di lapangan pada permukaan tanah atau permukaan singkapan batuan. Penentuan harga suseptibilitas Laporan Observasi Fuji Prasetyo

61

magnetik secara eksperimen dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut Suseptibility Meter. Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter yang merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengukur suseptibilitas magnetik dari bahan. Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter meliputi sebuah MS2 meter dan berbagai macam sensor. MS2 Meter menunjukkan nilai susceptibilitas magnetik dan bahan ketika berada dalam pengaruh sensor tertentu. Masing- masing sensor dirancang untuk aplikasi dan jenis sampel tertentu. Sensor-sensor pada Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter dioperasikan berdasarkan prinsip induksi arus bolak-balik.

b) Komponen penyusun Magnetik Susceptibility Meter Untuk dapat mengoperasikan susceptibility meter dibutuhkan kompenenkomponen, diantaranya: a. 1 unit komputer dengan program Multisus 2 b. Sampel yang akan diukur c. Kotak sampel ( Holder ) d. Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter

Gambar 73. Komponen pendukung Magnetik Susceptibility Meter Alat bartington susebtibilitas magnetik ini digunakan untuk mengukur sifat magnet atau medan magnet suatu bahan. Sampel yang diukur berupa padatan yang telah dihaluskan atau berbentuk serbuk. Misalnya daun yang Laporan Observasi Fuji Prasetyo

62

telah dipotong kecil-kecil karena massanya kecil jadi harus dicampur dengan silikon. Tempat sampel benama Holder dan tidak berpengaruh nilainya pada saat pengukuran. Kemudian pada saat pengukuran sampel dietakkan pada lubang pada sebuah alat. Arah sampel pada saat pengukuran awal harus sama dengan arah sampel pada pengukuran selanjutnya karena kalau berbeda hasilnya akan jauh berbeda pula. c) Proses penggunaan Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter Dalam penggunaan Bartington MS2 Magnetik Susceptibility meter ini ada beberapa langkah yang harus dilakukan. Yaitu : a. Menghubungkan Alat dengan Komputer Pertama

sekali

hubungkan kabel

alat

dengan

alat

yang

dibelakangnya, kabel yang satu lagi dihubungkan ke CPU komputer, tempat colokan USB. Lalu dikomputer kita buka programnya, yaitu multisus2. Lalu lihat serial portnya, maksudnya dikomputer mana atau berapa terpasang kabel yang dicolokin ke USB tadi. Kemudian kita reset zero kan program ini dengan cara, yaitu: 1. Pilih serial port. 2. Lalu ambil serial port comunication. 3. Lihat pada program berapa nilai yang tertera, kalau pada program nilainya 1 berarti pada alat harus bernilai 1 juga. 4. Kalau belum 1, kita reset zerokan terlebih dahulu. 5. Kalau sudah bunyi dan nol berarti program sudah bisa digunakan.

Gambar 74. Tampilan Awal Program Bartington Laporan Observasi Fuji Prasetyo

63

b. Menggunakan Program Langkah- langkah menggunakan Program Bartington Instruments Multisus: 1. Untuk mengukur sampel kita buka File kemudian pilih New Data File lalu Ms28 Dual Frequency sensor

Gambar 75. Membuka File Bartington 2. Kemudian muncul tulisan connect MS2 Meter to Port Com4 and switch meter on, maka kita pilih “Ok”.

Gambar 76.Tampilan selanjutnya dari Bartington 3. Kemudian muncul “MS28 sensor setup”, di “batch Reference” kita isi dengan nama sampel lalu pilih “mass specfitic” kalau mengukur dalam bentuk massa. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

64

Selanjutnya kita lihat “MS2 meter units”, kalau diprogram dalam “SI” maka pada alat kita lihat harus dalam SI juga. Setelah itu OK lagi.

Gambar 77. MS2 sensor setup Bartington 4. Setelah OK muncul MS28 Mass specific corection, kita isi massa dari sampel tersebut.

Gambar 78. MS28 Mass specific corection 5. Selanjutnya muncul MS28 Batch topsoil karena tadi kita isi dengan nama topsoil. Lalu isi “sample reference” dengan nama yang tertera pada tempat sampel. Kemudian isi berat bersih sampel di “sample weight”. Seterusnya lihat MS2 Meter, perhatikan frekuensinya. Kalau frekuensinya LF atau low berarti yang tertera dibelakang alat harus Low juga. Kemudian klik start measurement Laporan Observasi Fuji Prasetyo

65

Gambar 79. MS28 batch topsoil. 6. Lalu muncul “measurement for sample”, setelah itu letakkan sampel pada lubang yang terdapat pada alat dan lihat arah panah letak sampel, kemudian kita reset zero kan setelah bunyi angkat sample kembali. Setelah itu lihat angka diatas Firts Air (F8) apabila belum nol kita first airkan sampai nol, setelah nol kita klik sample (F9)

Gambar 80. Measurement sample.


66

7. Setelah diklik sample (F9) muncul confirm dan lihat nilainya lalu OK. Maka akan muncul nilainya di values.

Gambar 81. Confirm data Pengukuran dengan Susceptibility 8. Setelah 1x pengukaran akan terdapat nilai yang kedua, pilih save average (F11) untuk menyimpan data.

Gambar 82. Hasil pengukuran ke-2 dari susceptibility


67

9. Setelah di save tadi akan muncul nilai rata-rata dari 2x pengukuran tadi

Gambar 83. Nilai rata-rata hasil pengukuran Sesceptibility 10. Kemudian simpan data.

Gambar 84. Penyimpanan data pengukuran susceptibility


68

Sampel yang digunakan saat penggunaan alat Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter adalah padatan yang telah dihaluskan atau berbentuk serbuk. 3. Ares Multi Elektroda a) Pengertian Geolistrik adalah metode geofisika aktif yang menggunakan arus listrik untuk menyelidiki material di bawah permukaan bumi. Metode ini dikenal dengan

geolistrik,

atau

geoelectric.

Istilah

³electrical

resistivity´,

³DCresistivity´, dan ³VES (vertical Electric Sounding)´ juga mengacu kepada metode geofisika aktif ini. Revolusi dan evolusi dalam teknologi instrumentasi dan teknik prosesing komputer telah menyumbangkan andil yang sangat besar dalam perkembangan dari survey geolistrik ini. Perkembangan terakhir dari "multi-channel

electrical

resistivitysystem"

and

"computer-processing

modeling" telah menigkatkan fleksibilitas, kecepatan,dan efesiensi pekerjaan di lapangan pada survey geolistrik konvensional. Selain itu, perkembangan terakhir metode ini juga dapat memfasilitasi aplikasi geofisika ini untuk menyelidiki lingkungan di bawah permukaan bumi yang lebih kompleks. Sehingga dapatdikatakan bahwa survey geolistrik dapat membantu dalam memotong waktu dan biaya yang diperlukan dalam eksplorasi mineral.

Gambar 85. Seperangkat Alat Geolistrik: Ares Multi Elektroda


69

Ares Automatic Resistivity System merupakan pengukuran resistivity lapisan bumi yang dilakukan dengan mengalirkan arus DC ke dalam bumi dan mengukur voltase (beda tegangan) yang ditimbulkan di dalam bumi. Arus Listrik dan Tegangan disusun dalam sebuah susunan garis linier. Beberapa susunan garis linier yang umum dipakai adalah: dipole-dipole, polepole,schlumberger, dan wenner. Survey geolistrik dapat diaplikasikan pada: 1) Eksplorasi Air Bawah Tanah 2) Eksplorasi Batubara 3) Eksplorasi Emas 4) Eksplorasi Batubesi (Iron Ore) 5) Eksplorasi Mangan 6) Eksplorasi Chromites2) Manfaat pengukuran geolistrik sebagai berikut: 1) untuk mengetahui lapisan permaebilitas air 2) batu bara 3) mineral dan logam mulia 4) dll b) Instrument ARES Agar dapat di operasikan Ares memiliki beberapa kompenen pendukung seperti: 1) Conector 2) Palu Geologi 3) Elektroda kabel dan kabel penghubung 4) Elektroda pancang

Gambar 86. Instrumen Penunjang ARES Laporan Observasi Fuji Prasetyo

70

c) Prinsip Kerja dari Ares Multi Elektroda Pada dasarnya alat ukur geolistrik ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian komutator dan potensiometer. a. Bagian Komutator mengubah isyarat arus searah menjadi arus bolak-balik yang kemudian diinjeksikan ke dalam bumi. b. Bagian potensiometer berfungsi untuk mengukur besar potensial yang terjadi di permukaan tanah. Penggunaan

geolistrik

pertama

kali

dilakukan

oleh

Conrad

Schlumberger pada tahun 1912. Geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC („Direct Current‟) yang mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah „Elektroda Arus‟ A dan B yang ditancapkan ke dalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bisa menembus lapisan batuan lebih dalam. Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur dengan penggunakan multimeter yang terhubung melalui 2 buah „Elektroda Tegangan‟ M dan N yang jaraknya lebih pendek dari pada jarak elektroda AB. Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar. Dengan asumsi bahwa kedalaman lapisan batuan yang bisa ditembus oleh arus listrik ini sama dengan separuh dari jarak AB yang biasa disebut AB/2 (bila digunakan arus listrik DC murni), maka diperkirakan pengaruh dari injeksi aliran arus listrik ini berbentuk setengah bola dengan jari-jari AB/2

Gambar 87. Prinsip Kerja Metode Geolistrik Laporan Observasi Fuji Prasetyo

71

4. Scanning Electron Microscope a) Pengertian Scanning Electron Microcope Mikroskop elektron yang

elektron

mengamati

scanning detil

(SEM) adalah

arsitektur

jenis mikroskop

permukaan sampel (atau

struktur jasad renik lainnya), dan obyek diamati secara tiga dimensi. SEM bekerja tergantung pada prinsip scan sinar elektron pada permukaan sampel, dan kemudian informasi yang diperoleh kemudian diubah menjadi gambar.

Gambar 88. SEM (Scanning Electron Microscope )

Dalam teori lain, SEM merupakan salah satu metode karakterisasi yang digunakan untuk melihat topografi permukaan dari suatu material. Perbesaran dari SEM bisa mencapai 300.000 kali. Material yang dapat diuji dengan menggunakan SEM hanyalah material padat. Untuk material padat konduktif, tidak ada preparasi khusus yang dilakukan, hanya persiapan metalografi standar seperti dipolish dan dietsa. Sedangkan untuk material non konduktif, material tersebut harus dilapis dengan emas atau karbon supaya terbentuk lapisan tipis yang konduktif.


72

Gambar 89. SEM (Scanning Electron Microscope ) Tanpa Cassing Keterangan Gambar 89: 4. Tabung/ruang elektron di bagian atas kolom (di sini suatu yang disebut sumber pancaran medan). 5. Lensa Elektron magnit untuk mengarahkan dan memusatkan berkas elektron di dalam kolom. 6. Ruang hampa memompa sistem. 7. Pembukaan untuk memasukkan/menyisipkan obyek ke dalam kamar pengamatan hampa udara tinggi pada SEM gaya konvensional. 8. Operasi memberi papan dengan fokus, kelurusan dan perkakas perbesaran dan suatu joystick untuk memposisikan contoh/sampel. 9. Layar untuk menampilkan menu dan gambaran memajang. 10. Cryo-Unit untuk sampel (retakan, mantel dan menyublim) material yang dibekukan sebelum disisipkan atau dimasukkan ke dalam kamar/ ruang pengamatan di dalam Cryo-Sem Gaya. 11. Elektronika menyimpan lemari di bawah meja tulis. 12. Teknisi .

b) Komponen Penyusun Scanning Electron Microscope Pada sebuah mikroskop elektron (SEM) terdapat beberapa peralatan utama antara lain: 1. Pistol elektron, biasanya berupa filamen yang terbuat dari unsur yang mudah melepas elektron misal tungsten. Laporan Observasi Fuji Prasetyo

73

2. Lensa untuk elektron, berupa lensa magnetis karena elektron yang bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet. 3. Sistem vakum, karena elektron sangat kecil dan ringan maka jika ada molekul udara yang lain elektron yang berjalan menuju sasaran akan terpencar

oleh

tumbukan

sebelum

mengenai

sasaran

sehingga

menghilangkan molekul udara menjadi sangat penting.

Gambar 90. Bagian-bagian dari SEM

Bagian bagian lainnya, dapat dilihat pada gambar : 1. Ruang sampel; 2. Pemegang sampel; 3. Bagian pendeteksi ruang vacum; 4. Lensa Obyektif; 5. Pompa pemutar; 6. photo-multiplier blok; 7. Pengukur tekanan vacum; 8. Klep penutup; 9. Klep pintu


74

c) Prinsip Kerja Scanning Electron Microscope Prinsip kerja dari SEM adalah sebagai berikut: 1. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda. menyebabkan terjadinya interaksi antara elektron yang ditembakkan (elektron primer) dengan elektron yang ada pada sampel. Akibat ada beda potensial (1-30 kV) maka elektron akan menumbuk sampel. 2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel. Lensa elektromagnetik berfungsi untuk memfokuskan electron beam tersebut agar tepat menuju sampel. 3. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai. 4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT). Secara lengkap skema SEM dijelaskan oleh gambar dibawah ini:

Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut dipindai dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT (cathode ray tube). Di layar CRT inilah gambar struktur obyek yang sudah diperbesar bisa dilihat. Pada proses operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga bisa digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang 3 dimensi.


75

Gambar 91. Skema SEM (sumber:iastate.edu)

d) Aplikasi Scanning Electron Microscope Aplikasi berdasarkan jenis sampel SEM : 1. Sampel padat: Logam, bubuk kimia, kristal, polymers, plastik, Ceramic, fosil, butiran, karbon, Campuran partikel logam, Sampel Arkeologi. 2. Sampel Biologi: sel darah, produk bakteri, fungal, ganggang, benalu dan cacing. Jaringan binatang, manusia dan tumbuhan. 3. Sampel Padatan Biologi: Contoh Profesi dokter gigi, Tulang, Fosil dan Sampel Arkeologi.

e) Aplikasi dari Teknik SEM : 1. Teknil Topografi: Menganalisa permukaan dan teksture (kekerasan, reflektivitas dsb) 2. Teknil Morfologi: Menganalisa bentuk dan ukuran dari benda sampel 3. Teknik Komposisi: Menganalisa komposisi dari permukaan benda secara kuantitatif dan kualitatif.


76

f) Contoh Aplikasi Jenis Sampel 1. Sampel padat Elektron backscattered (BSE) gambar dari suatu Antimon daerah kaya dalam fragmen kaca kuno. Museum menggunakan SEM untuk mempelajari artefak berharga dalam cara yang tak

rusak. Banyak BSE

gambar diambil di atmosfer daripada merusak kondisi vakum tinggi. (gambar 5(a)) 2. Sampel biologi SEM

gambar

sirkulasi

manusia

normal darah . Ini

adalah

mikrograf tua dan berisik dari subjek umum untuk mikrograf SEM: sel darah merah. (gambar 5(b)) 3. Sampel padatan biologi SEM citra hederelloid dari Devonof Michigan (diameter tabung terbesar adalah 0,75 mm). SEM digunakan secara luas untuk menangkap gambar detil dari fosil mikro dan makro. (gambar 5(c))

Gambar 3. contoh hasil pengamatan SEM

g) Kelebihan dan Kekurangan SEM 1. Kelebihan 1) SEM mempunyai deptho ff ield yang besar, yang dapat memfokus jumlah sampel yang lebih banyak pada satu waktu dan menghasilkan bayangan yang baik dari sampel tiga dimensi. 2) SEM juga menghasilkan bayangan dengan resolusi tinggi, yang berarti mendekati bayangan yang dapat diuji dengan perbesaran tinggi. Kombinasi perbesaran yang lebihtinggi, darkfield, resolusi yang lebihbesar, dan komposisi serta informasi kristallografi membuat SEM Laporan Observasi Fuji Prasetyo

77

merupakan satu dari peralatan yang paling banyak digunakan dalam penelitian,R&D industry khususnya industry semikonductor. 3) SEM menghasilkan bayangan dengan resolusi yang tinggi, yang maksudnya adalah pada jarak yang sangat dekat tetap dapat menghasilkan perbesaran yang maksimal tanpa memecahkan gambar. 4) Persiapan sampel relatif mudah. Kombinasi dari perbesaran kedalaman jarak focus, resolusi yang bagus, dan persiapan yang mudah, membuat SEM merupakan satu dari alat-alat yang sangat penting untuk digunakan dalam penelitian. 5) Banyak sampel/material yang dapat dianalisa tanpa preparasi sampel yang khusus. Ketebalan sampel tidak berpengaruh seperti pada Mikroskop Elektron Transmisi (TEM). Karena itu sampel yang tebal sekalipun dapat dianalisis dengan SEM. 6) Ukurannya sedemikian rupa sehingga dapat ditaruh di atas pemegang sampel (specimen stage).

2. Kekurangan : 1) SEM tidak dapat mengamati bahan-bahan yang alami 2) Memerlukan kondisi vakum 3) Hanya menganalisa permukaan 4) Resolusi lebih rendah dari TEM 5) sampel harus bahan yang konduktif, jika tidak konduktor maka perlu dilapis logam seperti emas.


78

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan 1. BMKG sicincin lebih fokus kepada pemantauan cuaca dan iklim. 2. Instrumen-instrumen yang diamati di BMKG Sicincin: a. Anemometer Manual b. Anemometer Otomatis c. Arcinograph Bimetal d. Automatic Rain Water Sampel (ARWS) e. Camble Stoke f. Evaporimeter Panci Terbuka g. Gun Bellani Integrator Radiation h. Penakar Hujan Biasa i.

Penakar Hujan Jenis Hellman

j.

Thermohigrof Graph

k. Thermometer Tanah l.

Thermometer Apung

m. Sangkar Meteorologi 3. Stasiun Pemantau Atmosfer Global Bukit Kototabang merupakan salah satu stasiun di daerah ekuatorial yang penting dalam program pengamatan atmosfer secara global. 4. Instrumen-intrumen yang diamati di GAW Kototabang: a. AirKit Flask Sample b. Analyzer Thermo Scientific Model 43i Trace Level c. BAM 1020 d. Image Airglow e. M9003 Integrating Nephelometer f. Mobile Automatic Weather Station (MAWS) g. High Volume Air Sampler (HVAS) h. Partisol Sampler i.

CO2-CH4-H20 Analyzer Picarro Model G1301 Laporan Observasi Fuji Prasetyo

79

j.

NO-NO2-NOx Analyzer Thermo Scientific Model 42i Trace Level Enhanced.

k. pH meter dan Conductivity meter merek InoLab l.

Pyrheliometer dan Pyranometer merek Eppley

m. Ozone Analyzer type TEI 49C n. TEI Type 48C dan HORIBA APMA360 5. Loka pengamatan Atmosfer kototabang adalah salah satu fasilitas pengamatan yang terletak dekat dengan khatulistiwa di Kototabang, Kecamatan Palupuh, Kabupaten Agam-Sumatera Barat dengan posisi 100.32 BT, 0.23 LS dan ketinggian 900 mdpl (meter di atas permukaan laut). 6. Instrumen-instrumen yang diamati di LAPAN Kototabang: a. Equatorial Atmosdphere Radar (EAR) b. Global Position System (GPS) c. Micro-rain Radar d. Rain Gauge e. Disdrometer f. Radiometer g. Radio Acustik Sound System (RASS) h. Lidar i.

Meteor Wind Radar

7. PT Semen Padang (Perusahaan) didirikan pada tanggal 18 Maret 1910 dengan nama NV Nederlandsch Indische Portland Cement Maatschappij (NV NIPCM) yang merupakan pabrik semen pertama di Indonesia. 8. Instrumen-instrumen yang diamati di PT. Semen Padang a. Compressive Strengh b. Bomb Calorimeter a. Penimbang Bahan Material b. Alat Pengaduk Bahan c. Contoh Cetakan Sampel d. Alat Untuk Mengeringkan Sampel e. Alat Stem Curing Beton Laporan Observasi Fuji Prasetyo

80

f. Alat uji Kuat Lentur Sampel g. Alat Untuk Menguji Kadar Air h. Alat Untuk Menguji Kuat Regang Kertas i.

Alat untuk Menguji Ketahanan Kertas

9. Laboratorium FMIPA-UNP merupakan salah satu fasilitas yang dimiliki oleh Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang sebagai sarana penunjang dalam perkuliahan. 10. Laboratorium FMIPA-UNP memiliki 4 laboratorium yaitu: a. Laboratorium Fisika b. Laboratorium Kimia c. Laboratorium Biologi d. Laboratorium Matematika 11. Instrumen-instrumen yang diamati di Laboratorium FMIPA-UNP: a. X-Ray Diffraction (XRD) b. Susceptibility Meter c. Ares Multi Elektroda d. Scanning Electron Microscope (SEM) B. Saran Diharapkan pembaca agar dapat memperhatikan hal-hal yang penting dalam pembahasan laporan ini. Banyak hal-hal yang menarik terdapat dalam pembahasan laporan ini mengenai Instrumen-instrumen Fisika, baik dari segi pemakaian dan pembahasan tentang cara kerjanya.


81

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2008. “Studi Kasus PT. Semen Padang”. Diakses dari http://PT-Semen-PadangCompany-case-study.pdf diakses tanggal 27 November 2014. Anonimous. 2004. SNI Semen Portland Campur (Mixed Cement) Super Masonry Cement (SMC). 15-3500-2004.BSN. diakses tanggal 27 November 2014. Anonimous.2012.”Definisi Macam Jenis Energi”. http://klikinfokita.com/defenisi-pengertianarti-macam-jenis-energi/ diakses tanggal 27 November 2014. Banjar,Tiro.2000.Mengenal Klimatologi dan Meteorologi. Jakarta: Gramedia. Herbanda,Supitro.2006. Pengaruh Iklim terhadap Penyebaran Flora dan Fauna Zona Wallace. Jurnal Penelitian Vol.4. Diunduh Tanggal 29 November 2014. Sodikin,Muhammad.2005.Analisis Pengaruh Bentuk Bangunan Rumah Bedasarkan Iklim. Jurnal Teknik Arsitektur Vol. 2. Diunduh Tanggal 29 November 2014. Surya, Yohannes.2001.Fisika untuk SMP Kelas 1. Jakarta : Erlangga. Van vlack, Lawrence. 1985.Ilmu dan Teknologi Bahan.Jakarta : Erlangga. Wardi,Subhan.2008. Termometer,Jenis dan Kegunaannya. Diunduh Tanggal 6 Desember 2014.


82

TUGAS AKHIR INSTRUMENTASI FISIKA

Recommend Documents