Pada umumnya, pompa air yang sering kita gunakan dikehidupan sehari – hari adalah jenis pompa air bertenaga listrik. Dengan menggunakan tenaga listrik, pompa akan secara otomatis dapat memindahkan air dari satu tempat ke tempat yang lain yang berlokasi lebih tinggi dari tempat sebelumnya. Akan tetapi, tahukah kalian bagaimana pompa air dapat bekerja secara otomatis di zaman dahulu ketika listrik belum ditemukan?
Pada tahun 1772, seorang berkebangsaan Inggris bernama John Whitehurst menemukan Pulsation Engine, atau lebih dikenal dengan sebutan hydraulic ram, yang digunakan oleh Whitehurst untuk menaikkan air hingga ketinggian 16 kaki (4,9 m). Akan tetapi, alat penemuan dari Whitehurst tersebut masih bersifat manual, dan sayangnya informasi mengenai penemuan ini tidak terlalu banyak. Hydraulic ram yang dapat bekerja secara otomatis dipatenkan pertama kali oleh Joseph Michael Montgolfier yang juga berkebangsaan Inggris serta diproduksi massal oleh sebuah perusahaan bernama Easton yang berdiri pada tahun 1796 hingga 1871 di pinggiran kota London.
Teknologi ini sempat redup di akhir abad ke-19 karena perkembangan teknologi listrik. Akan tetapi, saat ini teknologi hydraulic ram kembali diminati seiring berkembangnya isu penghematan energi dan teknologi ramah lingkungan. Di Indonesia sendiri teknologi ini banyak digunakan di daerah-daerah terpencil yang belum dialiri listrik.
Proses kerja dari pompa hidram dapat dibagi menjadi empat proses, yaitu; akselerasi, kompresi, penyaluran, dan pembalikan. Pada proses akselerasi, air akan mengalir melalui pipa masuk (drive pipe) dengan debit tertentu menuju katup buang (waste valve), yang mana air akan menekan katup buang ke atas sehingga sistem akan tersumbat.
Pada proses kompresi, secara bertahap air akan bergerak masuk ke dalam tabung udara (air chamber) melalui katup hantar (check valve) hingga sampai pada kondisi tekanan air tidak mampu menekan udara di dalam tabung, sehingga katup hantar akan bergerak turun dan secara otomatis menutup tabung udara. Air yang akan masuk ke dalam tabung udara menekan katup hantar bergerak ke atas dan secara otomatis air yang sebelumnya sudah berada di dalam tabung udara akan tersalurkan menuju pipa suplai karena tekanan tersebut. Pergerakan air menuju pipa suplai ini dinamakan proses penyaluran.
Katup hantar dan katup buang pada pompa hidram memiliki sistem yang bertolak belakang. Ketika katup hantar bergerak membuka tabung udara, katup buang akan bergerak untuk menutup saluran pembuangan, dan begitu pula sebaliknya. Ketika katup hantar terbuka, tekanan pada katup buang akan berkurang dan secara bertahap akan membuka katup buang dan proses inilah yang disebut sebagai proses pembalikan.
Pada aplikasinya, untuk memindahkan air ke lokasi yang sangat tinggi, diperlukan pompa hidram dengan ukuran tabung udara serta katup yang besar. Untuk menggerakkan katup berukuran besar ini tentunya membutuhkan debit air yang cukup besar juga. Akan tetapi, besar debit air pada pipa masuk dapat disiasati dengan membangun bendungan mini.
Bahan bacaan:
- Calhoun, J., 2003, Home Built Hydraulic Ram Pumps, NW Independent Power Resources, North Bend.
- http://www.kelair.bppt.go.id/sitpapdg/Patek/Hidran/hidran.html
- https://physics.stackexchange.com/questions/264398/how-does-an-hydraulic-ram-pump-work/264702
Penulis:
Indarta Kuncoro Aji, Mahasiswa Teknik Mesin di The University of Electro Communication, Jepang.
Kontak: indartaaji(at)gmail.com
