Pompa Hidraulik Ram merupakan teknologi tepatguna. Pompa ini dapat memompa air dari tempat yang rendah ke tempat yang tinggi. Pompa Ram adalah pompa hemat energi, karena tidak menggunakan bahan bakar minyak maupun gas dan juga tidak menimbulkan pencemaran, pompa bekerja dengan memanfaatkan tenaga air (palu air). Pompa ini sangat cocok untuk daerah pegunungan atau daerah pedesaan yang berbukit. Salah satu villa di Puncak sudah memanfaatkan pompa ini untuk penyediaan air bersihnya.
Sudah saatnya sekarang kita mengembangkan teknologi tepat guna yang ramah lingkungan, dalam artian tidak mencemari lingkungan, dan ini sangat cocok untuk negara kita. Sebagai negara agraris kita harus dapat swasembada pangan dan tidak harus mengorbankan lingkungan. Teknologi tepat guna yang dimaksud adalah teknologi sederhana, murah dan dapat berfungsi dengan baik.
Teknologi tepat guna sebenarnya dapat digali dari masyarakat kita yang mempunyai budaya yang sedemikian majemuknya. Indonesia yang berada pada garis khatulistiwa, masalah air cukup melimpah tetapi kadang-kadang masih ada saudara kita yang tidak dapat menikmati air dengan tenang karena sumber air berada pada lokasi yang relatif lebih rendah dari lingkungan pemukiman mereka.
Dengan memperhatikan kebutuhan masyarakat terutama didaerah-daerah yang berbukit dan sulit untuk mengambil air karena lokasi sumber air yang relatif lebih rendah. Hal ini dapat ditolong dengan pompa ram jika kondisi topografinya mendukung. Pompa ram adalah pompa dengan memanfaatkan tumbukan air untuk menaikan air.
Pelatihan pembuatan Pompa Ram ini bertujuan untuk memasyarakatkan Pompa Ram yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai kebutuhan antara lain untuk penyediaan air bersih, untuk perikanan maupun untuk pertanian. Program ini bermanfaat untuk membantu masyarakat agar bisa memenuhi penyediaan air kebutuhan rumah tangga dan mengenalkan teknologi tepat guna ramah lingkungan.
Bahan dan Cara Kerja
Cara kerja yang dilaksanakan dalam pelatihan pompa ram ini adalah: Penjelasan secara teori (tinjauan pustaka) mengenai pompa ram. Peragaan secara fisik dari semua komponen pompa ram dan mencoba untuk merangkaikannya. Percontohan, berupa pemasangan di lapangan dan uji coba lapangan.
Studi mengenai Pompa Hidram telah dimulai dan dikenal sudah sejak lama. The Centre for Alternative Technology, sebuah pusat studi di Inggris yang melakukan riset terhadap alat-alat alternatif yang ramah terhadap lingkungan, menyatakan bahwa pada tahun 1879. The People's Cyclopedia memasukkan Pompa Hidram (Hydraulic Ram) diantara 55 Penemuan Terpenting dalam sejarah umat manusia. Di dalam ensiklopedi itu idinyatakan bahwa Pompa Hidram adalah suatu bentuk mekanisme sederhana yang memungkinkan tenaga air yang jatuh diubah untuk mengangkat air itu sendiri ke suatu ketinggian.
John Whitehurst tercatat sebagai penemu Pompa Hidram di Inggris tahun 1772, tetapi pada saat itu sistem kerjanya belum secara otomatis dan kontinyu. Barulah pada tahun 1796 seorang kebangsaan Perancis, Joseph Michael Montgolfier, menemukan sebuah klep, yang memungkinkan sebuah Pompa Hidram bergerak secara kontinyu dengan menggunakan aliran air steady. Di tahun 1809, Amerika Serikat mengeluarkan patennya atas nama J. Cemeau dan S.S. Hallet di New York dan ditahun 1832. Informasi mengenai penemuan tersebut menyebar luas sampai ke belahan timur Benua Amerika, perihal suatu pompa sederhana yang dapat memompa air melampaui bukit dengan penggerak air yang jatuh (falling water).
Setelah penemuan-penemuan tersebut, telah banyak negara-negara di Eropa dan Amerika yang terus menerus mengembangkan, memproduksi dan mendaftarkan patent yang berlainan, karena pimpa tersebut terus menerus diperbaiki fungsi danbentuknya. Lebih dari 100 tahun setelah ditemukannya, Pompa Hidram telah banyak berperan dalam pendistribusian air ke rumah-rumah, pertanian, perkebunan, dan industri-industri. Pompa Hidram memberikan kontribusi yang cukup banyak dalam usaha-usaha produksi, budidaya tanaman dan yang terpenting untuk sektor kesehatan dan sanitasi. Tetapi setelah munculnya pompa listrik, Pompa Hidram menjadi terlupakan. Karena pada awal ditemukannya, listrik dijual denan harga sangat murah dan jauh lebih efisien jika menggunakan pompa yang bertenaga listrik. Tetapi lambat laun harga jual listrik semakin mahal dan semakin tidak efisien lagi.
Pemikiran masyarakat akan sesuatu yang alami lambat laun akhirnya kembali. Masyarakat modern sekarang lebih mementingkan sesuatu yang serba efisien, hemat bahan bakar, dan ramah terhadap lingkungan. Sebagian masyarakat mulai menyadari hal tersebut dan kembali menyempurnakan Pompa Hidram yang memang telah lama ditemukan. Mereka melakukan suatu penelitian, percobaan-percobaan dan kembali menciptakan suatu jenis pompa yang murah, dapat bekerja otomatis, tanpa energi listrik dan bahan bakar dan hanya bekerja melalui aliran air yang mengalir tetapi mampu mengangkat dan menyalurkan air tersebut jau tinggi ke arah vertikal.
Salah seorang penemu yang kemudian memperkenalkan kembali dan memproduksinya di abad 20 ini ialah Richard Fleming, dari Amerika Serikat. Sejak tahun 1980 Fleming dengan produksi pompanya Fleming Hydro-Ram telah dapat diproduksi dan diapsarkan ke seluruh dunia. Pompa buatan Fleming dibua dengan bahan yang ringan, tingkat efisiensi yang tinggi serta didesain untuk melayani pemakaian ratusan tahun.
Fleming Hydro-Ram mampu memompa air dengan tenaga air yang mengalir. Pompa tersebut telah berhasil dan mampu menyuplai 700 sampai 4000 galon setiap hari, tergantung kepada: ketinggian elevasi sumber air (Supply Head), ukuran pompa yang dipakai, ukuran Pipa Penghantar, debit aliran, dan ketinggian pemompaan yang diinginkan. Dari ketinggian sekitar 0,6 meter dengan debit aliran 3,8 sampai 11,4 liter per menit mampu menyuplai air untuk ketinggian 6 meter.
Bagian-bagian dari Pompa Ram. Pompa Ram terdisi dari dua bagian yaitu:
Bagian Utama
1. Rumah pompa (Valve Box)
2. Klep limbah (Waste Valve/Impulse Valve)
3. Tabung Kompresor (Deliveri Valve / Discharge Valve)
Bagian pelengkap
1. Bak pembagi (Supply head/Water source)
2. Pipa pengumpan (Drice pipe)
3. Pipa penghantar (Delivery pipe)
4. Bak Penampungan (Reservoir/storage tank)
Sistem kerja pompa Hydraulic Ram
Sistem kerja yang diterapkan sebenarnya hanya berdasakan pada hal-hal yang sagat menjadi dasar dalam hidraulika yaitu;
1. Merubah kecepatan energi alira menjadi daya angkat untuk memindahkan air pada suatu ketinggian tertentu.
2. Melipatgandakan kekuatan pukulan water hammer suatu aliran.
Linsley dan Franzini (1979) menyatakan bahwa gejala palu air (water hammer) sendiri terjadi karena adanya air dari reservoir dialirkan melalui pipa dengan kecepatan (V) secara tiba-tiba dihentikan oleh suatu penutupan katup maka energi dinamik akan berubah menjadi energi elastis sehingga serangkaian gelombang tekanan positif dan negatif akan bergerak maju mundur di dalam pipa sampai terhenti akhibat gesekan. Gejala palu air (Water Hammer) yang terjadi karena aliran dalam pipa dengan kecepatan (V), secara tiba-tiba dihentikan akan menyebabkan terhentinya aliran air sehingga kecepatan (V2) menjadi nol maka timbul gaya "F" sebesar:
Karena kecepatan berkurang menjadi nol maka
Tanda negatif berarti arah gaya berlawanan dengan arah aliran. Bila panjang kolom air yang terhenti adalah L dengan luas penampang A dan massa jenis air P, panjang kolom air yang terhenti selama waktu t maka:
Walt 1981 berpendapat bahwa pada sistem pemompaan pompa hydram, gejala palu air (Water Hammer) ini terjadi karena air yang mengalir dalam pipa dengan kecepatan VI masuk ke dalam sistem pompa naik klep limbah (waste valve) sehingga terjadi penutupan tiba-tiba dan menyebabkan timbulnya tekanan yang cukup besar dalam badan pompa.
Gelombang tekanan air yang terjadi akibat palu air Water Hammer diteruskan ke dalam tabung udara yang berfungsi sebagai tabung kompresor melalui klep penghantar delivery valve.
Sebagian gelombang tekanan tersebut akan menjadi arus balik ke arah reservoir dan ini berarti terjadi penurunan tekanan pada sistem pompa sehingga klep penghantar deliveru valve tertutup kembali sedangkan klep limbah Waste Valve membuka kembali. Akibat dari pembebasan gelombang tekanan tersebut kembali lagi arus massa air dari reservoir menuju pompa akan menekan naik klep limbah (Waste Valve) sehingga terjadi penutupan tiba-tiba yang mengakibatkan terjadi proses palu air (Water Hammer). Proses yang terjadi berulang-ulang inilah yang mendorong naik air ke pipa penghantar untuk kemudian diteruskan ke bak penampung.
Untuk lebih jelasnya perhatikan proses kerja pompa hydraulic ram dari sumber air (water source) hingga ke bak penampungan (storage tank)
- Aliran air dari sumber air water source masuk ke dalam pompa melalui pipa pengumpan (drive pipe) A dengan kecepatan V1.
- Selanjutnya aliran air dengan kecepatan V1 melewati klep limbah (waste valve) B yang masih dalam posisi terbuka dan mendorong hingga naik sehingga posisi klep limbah (waste valve) B tertutup. Pada saat ini posisi klep hantar (discharge delivery valve) C masih dalam keadaan tertutup.
- Tertutupnya klep limbah B menyebabkan aliran air secara tiba-tiba terhenti dan menimbulkan aliran balik dengan kecepatan V2, dimampatkan aliran dari reservoir yang baru datang sehingga timbul gelombang tekanan pada badan pompa.
- Gelombang tekanan yang timbul akibat palu air (water hammer) merambat sepanjang badan pompa menekan naik klep hantar (delivery discharge valve) sehingga air masuk kedalam tabungudara (air chamber) D yang berperan sebagai tabung kompresor untuk menaikkan air ke pipa penghantar (devivery pipe) E.
- Sebagian dari gelombang tekanan tersebut selanjutnya merambat menuju reservoir. Akibat turunnya tekanan pada badan pompa klep limbah B akan membuka kembali akbibat beratnya sendiri dan beban.
- Gelombang tekanan akan hilang setelah mencapai reservoir. Aliran ir dari reservoir kembali masuk ke dalam sistem pompa.
Dalam penjelasan secara teori alat bantu berupa gambar bagian-bagian pompa dan juga jenis-jenis dari bahan yang ada di sekitar yang dapat dimanfaatkan dalam pembuatan pompa tersebut. Untuk mengenal lebih jauh bagian-bagian pompa maka semua bagian-bagian pompa di buka dan dipisahkan dalam arit belum dirangkai. Kemudian peserta latihan mencoba untuk merangkai bagian-bagian tersebut sampai menjadi bentuk pompa yang utuh. Setelah itu baru dipasang dilapangan.
Hasil Pelaksanaan Pemasangan Pompa Hidram
Sebelum pelaksanaan pelatihan maka diadakan:
- Survey awal untuk mencari lokasi yang bisa di bangun ram, adanya sumber air yang kontinyu, mempunyai ketinggian yang dapat dimanfaatkan untuk tinggi jatuh dan juga pemanfaatan air hasil pemompaan.
- Setelah mendapatkan lokasi yang cocok dan pendekatan kepada masyarakat di lokasi tersebut.
- Diadakan koordinasi dengan camat dan kepala desa
- Penyusunan proposal kegiatan
- Pembuatan pompa dan uji coba di laboratorium
- Koordinasi pelaksanaan
Pelaksanaan pelatihan dilakukan di kantor desa dan langsung dibuka oleh bapak kepala desa, sedangkan untuk percontohannya dilakukan di sungai Cipakar dan air digunakan untuk rumah tangga dan musolla kepunyaan keluarga Bapak Adun.
Proses Diskusi
Pelatihan pembuatan Pompa Ram ini diikuti oleh bapak-bapak yang merupakan wakil dari RT-RT yang ada di Desa tersebut. Materi pelatihan seperti telah disebutkan pada butir materi dan metoda pelaksanaan kegiatan. Tingkat pendidikan pada peserta pelatihan yang sangat minim sehingga agak sulit untuk memberikan pengertian. Sedangkan keinginantahuan para peserta sangat tinggi.
Percontohan di pasang pada
Lokasi Pompa : desa Negiasari, Kecamatan Dramaga Kotamadya Bogor, Propinsi Jawa Barat.
Data lapangan: Sumber air dari sungai cipakar yang berasal dari Gunung Salak.
Tinggi jatuh air 2 meter, tinggi hantar 15 meter, Kapasitas aliran (Musim Kemarau) rata-rata 2.5 - 3 liter/detik
Kemiringan pipa pengumpan 11.5 derajat, pipa penghantar berupa slang elastis dan kuat dengan diameter ¾ inchi. Debit yang dihasilkan 2,5 sampai 3,5 liter per menit, air digunakan untuk keperluan rumah tangga dan mushola.
Pelaksanaan pemasangan pompa memerlukan waktu sekitar 1 minggu sampai bisa mengalir ke musholla dan dengan melibatkan mahasiswa. Pemantauan dilakukan oleh mahasiswa, setelah 3 bulan diadakan evaluasi.
Milis Pompa Hidram
Penulis ini juga yang mencoba mengumpulkan kita-kita yang tertarik dengan teknologi tepat guna dalam sebuah wadah berbagi melalui mailing list pompahidram[at]yahoogroups.com. Jika ada pertanyaan dan saling berbagi informasi seputar masalah Pompa Hidram silahkan langsung bergabung dan berbagi untuk sesama melaui teknologi sederhana ini.
Ternyata bentuk klep penghantar masih kurang sempurna. Perlu peelitian lebih lanjut, etelah 6 bulan klep penghantar rusak karena termakan karat. Dilakukan penggantian klep penghantar. Tetapi sayang pada saat hujan lebat terjadi banjir sehingga instalasi pompa rusak dan sebagian terbawa banjir.
Keingintahuan masyarakat cukup tinggi, dalam pemilihan lokasi sebaiknya jangan langsung di badan sungai untuk menghindari banjir. Bahan pompa terutama bahan untuk klep penghantar perlu dicarikan yang tahan karat. Perlu penelitan lebih lanjut untuk bahan dan klep penghantar, juga perlu dibuatkan manual-manual yang lebih rinci dalam merancang pompa dengan kapasitas yang berbeda, perlu mensosialisasikan kepada masyarakat lebih intensif.
* penulis adalah Dosen Jurusa Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Trisakti Jakarta
