All in One KIR 2009
-
Upload
agung-sulistiono -
Category
Documents
-
view
71 -
download
2
Transcript of All in One KIR 2009
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Air merupakan unsur utama bagi kehidupan manusia dan mahkluk
hidup lainnya. Manusia mampu bertahan hidup tanpa makan dalam beberapa
minggu , namun tanpa air manusia akan mati dalam beberapa hari saja. Dalam
bidang kehidupan kehidupan ekonomi modern, air merupakan hal utama
untuk budidaya pertanian, industri, pembangkit tenaga listrik dan transportasi.
(Abdullah S.,2005)
Air asin sering kita jumpai di lautan tetapi ada juga daerah-daerah
tertentu yang sumber mata airnya asin sehingga sulit untuk dijadikan air
minum. Sumber air asin juga ditemui di daerah Kabupaten Pati misalnya di
Desa Gempolsari Kecamatan Gabus. Untuk itu diperlukan teknologi atau
bahan-bahan yang bisa mengubah air asin tersebut menjadi air tawar.
Dari fenomena tersebut penulis mencoba mencari pustaka yang
membahas mengenai masalah pengubahan air asin menjadi air tawar. Melalui
pencarian ditemukan adanya alternatif pengubahan air asin menjadi air tawar
ada yang menggunakan sistem reverse osmosis (RO) atau osmosis terbalik
tetapi menggunakan bahan-bahan yang mahal, dan dari suatu forum di
internet penulis membaca adanya penggunaan piramida kaca untuk membuat
air asin menjadi air tawar, tetapi cuma berupa pernyataan ide tanpa adanya
gambar dan spesifikasi.
Energi surya (solar) merupakan energi yang murah dan melimpah di
daerah tropik seperti di Indonesia. Melimpahnya tenaga surya yang merata
dan dapat ditangkap di seluruh kepulauan Indonesia hampir sepanjang tahun
sebenarnya merupakan energi yang asangat potensial . Sumber ini sebenarnya
juga merupakan energi alternative jika pada satu saat nanti krisis energi mulai
melanda Indonesia.(Abdullah S.,2005)
Berawal dari ide di atas penulis mencoba menuangkan dalam
bentuk nyata sehingga penulis tertarik untuk menulis karya ilmiah yang
berjudul PENGGUNAAN PIRAMIDA KACA UNTUK MEMBUAT AIR
ASIN MENJADI AIR TAWAR DALAM SKALA KECIL.
1
B. Uraian Gagasan
Teknologi penyulingan air untuk mendapatkan air tawar dari air
laut atau air kotor telah lama dikenal. Intinya adalah menguapkan air lautatau
air asin dengan cara dipanaskan, yang kemudian uap air tersebut diembunkan
sehingga didapatkan air tawar. Sumber panas yang dipergunakan berasal dari
energi yang beragam: minyak, gas, listrik, surya/matahari dan lainnya.
(Abdullah S.,2005)
Pemanfaatan tenaga surya merupakan salah satu bentuk
pemanfaatan sumber daya secara bijaksana. Sehingga aspek –aspek seperti
penghematan diperhatikan. (Abdullah S.,2005)
Gagasan ini didukung adanya proses pemisahan campuran dengan
cara diuapkan, tetapi tidak menggunakan proses pembakaran dengan bahan
bakar melainkan dengan bantuan sinar matahari yang dibantu oleh efek
rumah kaca dari piramida kaca.
C. Tujuan Penulisan
1. Untuk mengetahui apakah piramida kaca tersebut di atas
2. Untuk mengetahui cara pembuatan alat penawar air asin dengan piramida
kaca dalam skala kecil.
D. Manfaat Penulisan
1. Untuk mengetahui apakah piramida kaca itu.
2. Untuk mengetahui cara pembuatan alat penawar air asin dengan piramida
kaca dalam skala kecil.
3. Untuk menjadi acuan dalam pembuatan piramida kaca dalam skala besar.
4. Untuk mencoba mengatasi sumber air asin sehingga menjadi air tawar.
E. Sistematika Penyusunan
Sistematika penyusunan karya ilmiah ini yang berjudul
“PENGGUNAAN PIRAMIDA KACA UNTUK MEMBUAT AIR ASIN
MENJADI AIR TAWAR DALAM SKALA KECIL” adalah sebagai
berikut :
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
B. Uraian Gagasan
2
C. Tujuan Penulisan
D. Manfaat Penulisan
E. Sistematika Penyusunan
BAB II TELAAH PUSTAKA
A. Pengertian Air tawar
B. Pengertian Air Bersih
C. Pengertian Air Minum
D. Pengertian Distilasi
E.Pengertian Tenaga Surya
F. Pembuangan Garam (Desalinasi)
G. Sistem Distilasi dalam Rumah Kaca
H. Pengertian Piramida Kaca
I. Prinsip Operasi Piramida Kaca
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
B. Waktu dan Tempat Penelitian
C. Alat dan Bahan
D. Cara Kerja
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Percobaan
B. Pembahasan
BAB V KESIMPULAN SARAN
A. Kesimpulan
B. Saran
3
BAB II
TELAAH PUSTAKA
A. Pengertian Air Tawar
Air tawar adalah air yang tidak memiliki rasa. Air tawar sering
disebut air saja tanpa diikuti kata tawar. Pengertian air menurut Peraturan
Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengendalian
Kualitas Air dan Pengendalian Kualitas Pencemaran , Bab I Ketentuan pasal
1, menyatakan bahwa: Air adalah semua air yang terdapat di atas dan di
bawah permukaan tanah, kecuali air laut dan fosil.(Abdullah S.,2005)
B. Pengertian Air Bersih
Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
416/ Menkes/Per/IX/1990 tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas
Air , Bab I Ketentuan Umum Pasal 1,
Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari
yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah
dimasak.(Abdullah S.,2005)
C. Pengertian Air Minum
Menurut Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
907/MMENKES/ SK/VII/2002 Tentang Syarat-syarat dan Pengawasan
Kualitas Air Minum, Bab I Ketentuan Umum Pasal 1 menyatakan bahwa :
Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa
proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung
diminum.(Abdullah S.,2005)
D. Pengertian Distilasi
Distilasi merupakan istilah lain dari penyulingan. Menurut kamus
besar Bahasa Indonesia edisi II (1995) penyulingan diartikan sebagai proses
mendidihkan zat cair dan mengembunkan uap serta menampung embun di
dalam wadah yang lain. Hassan Shadly (1984) memeberikan pengertian
tentang distilasi sebagai proses pemanasan sustu bahan pada pelbagai
temperatur, tanpa kontak dengan udara luar untuk memeperoleh hasil
4
tertentu”. Oxford Dictionary (2003) menyebutkan bahwa : distill is change a
liquid to gas by heating it, and then cool the gas and collect the drop of liquid
(penyulingan adalah perubahan dari cair ke bentuk gas melalui proses
pemanasan cairan tersebut, dan kemudian mendinginkan gas hasil pemanasan,
dan selanjutnya menegumpulkan tetesan cairan yang mengembun)(Abdullah
S.,2005)
E. Pengertian Tenaga Surya
Tenaga surya (solar energy) Adalah merupakan energi yang
bersumber dari sinar matahari. Menurut Herman Johannes (Hardjo
Soemantri, K.(2002)) pemanfaatan energi surya dikelompokkan menjadi 2
(dua) kategori, yakni pemanfaatan secara langsung dan tidak langsung.
Pemanfaatan energi surya secara tidak langsung adalah berupa pemanfaatn
biomassa untuk sumber energi.(Abdullah S.,2005)
Pemanfaatan energi surya secara langsung adalah dengan
menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi utama secara langsung.
Pemanfaatan energi surya harus mempertimbangkan sifat-sifat fisika dari
sinar matahari. Lakitan, B.(2002) mengatakan bahwa untuk mengkaji tentan
aspek fisika cahaya ada beberapa hal yang harus diperhatikan diantaranya :
porsi serapan cahaya (absobtivity), porsi pantulan(reflectivity), porsi terusan
(transmisivity), daya pancar (emisivity), aliran energi cahaya (radian flux),
kerapatan aliran energi cahaya (radiant flux density), intensitas terpaan
(irradiance) dan intensitas pancaran cahaya (emmitance).(Abdullah S.,2005)
Tenaga surya pada dasarnya adalah sinar matahari yang merupakan
radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang yang tampak dan yang tidak
tampak, yakni mencakup spectrum cahaya inframerah sampai dengan cahay
ultra violet. Masing –masing spectrum cahaya matahari memiliki panjang
gelombang, frekuensi dan energi yang berbeda.(Abdullah S.,2005)
Wisnubroto, S. (2004) mengatakan bahwa sinar matahari memiliki
panajang gelombang (λ) antara 0,15- 4 μm, dan hanya panjang gelombang
(λ) antara 0,32-2 μm yang mampu menembus kaca transparan.(Abdullah
S.,2005)
5
F. Pembuangan Garam (Desalinasi)
Linsey, RK dan Franzini, JB (1995) menyatakan bahwa teknik
pembuangan kadar garam dalam air yang telah dikuasai oleh manusia antara
lain teknik destilasi (penyulingan), freezing (pembekuan), demineralisasi,
elekterodialisis dan reverse osmosis(osmosis terbalik). Masing-masing teknik
pembuangan kadar garam tersebut memiliki banyak keuntungan dan
kekurangan.(Abdullah S.,2005)
G. Sistem Operasi Distilasi dalam Rumah Kaca
Sistem operasi dalam proses destilasi meliputi peristiwa penyerapan
energi panas dari sinar matahari yang menembus kaca destilator oleh air asin
yang ada dalam destilator. Energi panas dari sinar matahari berasal dari
inframerah yang merupakan salah satu komponene matahari. Wisnubroto, S.
(2004) mengatakan bahwa sinar matahari memiliki panjang gelombang (λ)
antara 0,15- 4 μm, dan hanya panjang gelombang (λ) antara 0,32-2 μm yang
mampu menembus kaca transparan.(Abdullah S.,2005)
Sifat unik sinar dengan panjang gelombang 0,32-2 μm adalah
mampu menembus kaca transparan dengan membawa energi panas. Akan
tetapi proses selanjutnya, dalam suatu rumah kaca, energi panas akan
terakumulasi sehingga suhu rumah kaca akan bertambah tinggi. Hal ini terjadi
karena adanya perubahan panjang gelombang dari 0,32-2 μm menjadi 3-80
μm. Akibatnya gelombang 3-80 μm ini tidak mampu menembus kaca.
Rumah ruang kaca bertambah panas. Fenomena demikian sering disebut
sebagai Green House Effect (efek rumah kaca) yaitu suatu kondisi dimana
suhu udara dalam rumah kaca lebih tinggi dari suhu udara lingkungan luar.
(Abdullah S.,2005)
Jumlah energi panas yang terkumpul dalam rumah kaca bergantung
pada lama penyinaran dari sinar matahari. Lakitan, B.(2002) menyatakan
bahwa untuk daerah tropis yakni daerah dekat equator sampai dengan 23,5o
LU lama penyinaran >12 jam. Banyaknya penyinaran sinar matahari kan
menetukan jumlah energi panas yang mampu menguapkan air.(Abdullah
S.,2005)
Proses penguapan hanya akan berlangsung jika air (dalam bentuk
cair) menerima masukan energi. Jumlah energi yang dibutuhkan untuk
6
menguapakan air adalah 0,495 g.m-3.oK-1 jumlah energi yang dibutuhkan ini
disebut sabagai panas laten untuk evaporasi. Jumlah energi yang dibutuhkan
untuk menguapkan 1 gram air pada suhu 20oC adalah sebesar 586 cal.
Sedangkan untuk mencairkan 1 gram es pada suhu 0oC diperlukan energi
sebesar 80 cal.(Abdullah S.,2005)
Pada proses penguapan di mana terjadi perubahan bentuk air bentuk
cair menjadi gas, secara otomati akan terjadi perubahan berat jenis (BJ) dari
air tersebut. Berat jenis air dalam bentuk uap (BJ uap) akan lebih kecil dari
berat jenis air dalam bentuk cair (BJ cair). Ketika terjadi penguapan air maka
unsur-unsur penyusun air alam dan berbagai impurities (berupa unsur logam,
garam, bahan padat, dan lain-lain) yang memiliki BJ lebih besar dari BJ uap
akan tertinggal sebagai refinat atau residu.(Abdullah S.,2005)
H. Pengertian Piramida Kaca
Piramida adalah bentuk yang serupa dengan limas, bisa terdiri dari
limas segi empat atau segi berapa tergantung yang membuatnya, tetapi pada
umumnya berbentuk limas segi empat.
Untuk bahan pembuat piramida disini adalah kaca dengan tujuan
supaya nanti cahaya matahari bisa masuk dan terperangkap di dalam
piramida dan terjadilah panas sebagai bentuk energi untuk mengubah wujud
zat air menjadi zat gas (uap air).
Setelah menjadi uap air diharapkan nantinya uap yang terjadi akan
menjadi air tawar atau air biasa yang bisa digunakan untuk berbagai
keperluan.
Pada pustaka-pustaka di internet piramida ini juga bisa digunakan
untuk praktek penyembuhan atau meditasi.
I. Prinsip Operasi Piramida Kaca
Prinsip operasi piramida kaca untuk pembuatan air tawar dari air
asin adalah memanfaatkan sinar matahri dari alam untuk dijebak dalam
piramida kaca sehingga terjadi efek seperti pada rumah kaca yang
memerangkap sinar dan panas matahari untuk masuk dalam piramida kaca
dan mengubah air menjadi bentuk gas dan mencair. Intinya adalah
mengadakan proses penguapan dengan bantuan piramida kaca untuk
7
memisahkan air dengan zat yang terlarut di dalamnya misalnya mineral atau
garam-garaman dengan bantuan sinar matahari.
Dengan pengguanan piramida kaca ini dan sinar matahari maka
dipeoleh keuntungan :
1. Biaya tidak terlalu mahal.(dibanding sistem reverse osmosis-
RO)
2. Tidak terjadi polusi ke lingkungan.
3. Bahan bakar dari alam (sinar matahari)
Selain keuntungan yang bisa diperoleh tetapi piramida kaca ini
juga mempunyai kelemahan yaitu :
1. Hanya bisa digunakan pada siang hari.
2. Membutuhkan ruang yang luas untuk air yang banyak.
3. Volume air tawar yang dihasilkan relatif sedikit
4. Waktu yang diperlukan relative lama.
8
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Penelitian dilakukan dengan pendekatan eksperimen.
B. Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu penelitian dilaksanakan :
Persiapan : Bulan Februari 2009
Pelaksanaan : Bulan Juni 2009
Penyelesaian : Bulan Juni 2009
Lokasi Penelitian di Desa Winong, Kecamatan Pati, Kabupaten Pati.
C. Alat dan Bahan
1. Alat yang digunakan dalam penelitian
a. Panci alumunium
b. Tatakan logam
c. Piramida Kaca
2. Bahan yang digunakan dalam penelitian
a. Air bersih
b. Garam Halus
D. Cara Kerja
1. Pembuatan Larutan Garam
Pembuatan larutan garam dengan menggunakan air bersih kemudian
dicampuri garam halus dan diaduk supaya menjadi larutan garam.
2. Penyiapan Distilasi dengan Piramida Kaca
Menyusun alat dan bahan seperti pada gambar yang ada di lampiran dan
ditempatkan pada area dengan sinar matahari yang terik.
3. Pengamatan
Menunggu proses distilasi yang berlangsung dengan diamati.
4. Uji Organoleptik
Melakukan uji organoleptik pad air hasil distilasi apakah masih berasa
asin atau tawar.
9
BAB IV
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Percobaan
Hasil percobaan dari penggunaan piramida kaca untuk mengubaha air
asin menjadi air tawar adalah sebagai berikut :
1. Terjadi penguapan pada set alat distilasi setelah kurang lebih 15 menit.
2. Pengembunan menyusul setelah beberapa lama kurang lebih 60 menit.
3. Terbentuk embun yang telah berasa tawar (dengan uji organoleptik)
B. Pembahasan
Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa proses distilasi dengan
menggunakan piramida kaca telah berhasil, karena telah didapatkan air yang
berasa tawar. Proses yang terjadi adalah sinar matahari yang masuk dengan
panjang gelombang tertentu dan membawa energi panas tidak dapat keluar
dari piramida kaca karena disebabkan panjang gelombangnya mengalami
perubahan dan terakumulasi di dalam piramida kaca.(Abdullah S.,2005)
Energi panas inilah yang menyebabkan air menguap dan akhirnya
mengembun menjadi air tawar.
10
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut :
Bahwa piramida kaca bisa digunakan untuk membuat air asin menjadi
air tawar dalam skala kecil.
B. Saran
Berdasarkan simpulan diatas penulis memberikan saran sebagai
berikut :
1. Diharapkan pada proses penutupan tempat air asin tidak ada celah udara
yang lebar dalam piramida kaca karena akan memperlama proses
distilasi.
2. Diharapkan penempatan piramida kaca pada sinar matahari yang cukup
banyak agar proses bisa berlangsung lancar.
11
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah S., 2005, Pemanfaatan Distilator Tenaga Surya (Solar Energy) Untuk
Memproduksi Air Tawar dari Air Laur, Program Studi Ilmu
Lingkungan, Sekolah Pasca Sarjana UGM, Yogyakarta
http://depan atm.info/forum/viewtopic.
http:id.wikipedia.org/wiki/gas_rumah kaca
12
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
1. Dwi Puji Rahayu : Kelas VIII-A
2. Nurul Imamah :Kelas VIII- E
3. Iin Nanda Fitriani : Kelas VIII-A
13
LAMPIRAN
Foto-Foto Penelitian
Piramida Kaca tampak samping
Piramida Kaca Tampak Atas
14
LAMPIRAN
Foto-Foto Penelitian
Air asin dalam piramida kaca mulai menguap dan mengembun (1)
Air asin dalam piramida kaca mulai menguap dan mengembun (2)
15
ABSTRAK
Dwi Puji Rahayu, Nurul Imamah, Sri Susanti, Penggunaan Piramida Kaca Untuk Membuat Air Asin Menjadi Air Tawar Dalam Skala Kecil.
Air merupakan unsur utama kehidupan bagi manusia dan mahkluk hidup lainnya. Pada waktu tertentu di beberapa daerah sering terjadi kekurangan air, atau sumber air yang dimiliki ternyata tidak tawar alias berasa. Salah satu upaya untuk mengatasi kebutuhan air tawar dengan bahan baku air asin adalah dengan menciptakan distilator tenaga surya dalam hal ini dipakai bentuk piramida, maka disebut piramida kaca.
Rumusan masalah meliputi apa yang dimaksud dengan piramida kaca, bagaimana pengetahuan tentang pembuatan piramida kaca, Bagaimana hasil eksperimen yang telah dilakukan.
Tujuan penulisan karya tulis adalah mengikuti lomba karya tulis ilmiah, menambah pengetahuan tentang piramida kaca dan hasil eksperimen dari distilator piramida kaca.
Metode yang dilakukan dalam penulisan karya tulis ini antara lain studi pustaka, browsing internet, percobaan, pengamatan,penelitian, penyusunan bahan.
Berdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa piramida kaca dapat untuk menghasilkan air tawar dalam skal kecil.
16
KATA PENGANTAR
Memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan karya ilmiah ini dengan tepat waktu.
Penulis menyadari karya ilmiah ini tidak akan selesai tanpa bantuan bapak
dan ibu guru SMP N Gabus. Oleh karena itu penulis mengucapkan banyak terima
kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan karya ilmiah
ini terutama kepada :
1. Bapak Septiono Ponco Usodo, S.Pd. selaku kepala SMP N 2 Gabus.
2. Bapak Agung S.,S.Si selaku pembimbing II
3. Bapak dan ibu yang telah memberikan do’a dan bantuan moril maupun
spiritual.
4. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan karya ilmiah ini
yang tidak penulis sebutkan satu persatu.
Karena keterbatasan penulis dari berbagai kesalahan dan kekurangan maka
penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran dari pihak pembaca demi
kesempurnaan karya ilmiah ini dan sebelumya penulis ucakan terima kasih.
17
Akhirnya penulis hanya dapat mendo’akan semoga amal budi yang telah
membantu penulis, mendapat rahmat dari Tuhan Yang Maha Esa. Semoga karya
ilmiah ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca karya tulis ini.
Pati, 26 November 2009
Penulis
18