Perpustakaan Digital ITB

Pertanian presisi memanfaatkan teknologi terbaru dan mampu membuat sistem pertanian yang adaptif terhadap variabel di dalamnya. Untuk mendukung pertanian presisi, petani menggunakan greenhouse. Prinsip dasar pertanian presisi adalah ketepatan dalam mengatur iklim mikro, yaitu temperatur, kelembapan relatif, dan kecepatan aliran udara. Pada wilayah beriklim tropis seperti di Indonesia, greenhouse justru menimbulkan masalah akibat panas yang diterima berlebih, bahkan temperatur di dalam greenhouse dapat mencapai 50oC. Kondisi tersebut tentu berakibat buruk untuk tanaman, sehingga diperlukan sistem penataan iklim mikro yang tepat. Melalui tugas akhir ini dihasilkan desain sistem penataan iklim mikro pada model greenhouse menggunakan sistem pendinginan evaporative cooling pad, exhaust fan, dan sistem peneduh. Dihasilkan juga sistem pemantauan iklim mikronya. Parameter iklim mikro yang menjadi target adalah temperatur sebesar 20°C-35°C, kelembapan relatif sebesar 60-95%, dan laju aliran udara ?1,8 m/s. Sistem penataan iklim mikro yang dirancang berupa sistem pendinginan yang dihitung kapasitasnya berdasarkan beban termal yang diterima model greenhouse menggunakan metode Cooling Load Factor (CLF). Model greenhouse yang telah ditentukan sistem pendinginannya didesain menggunakan perangkat lunak SketchUp. Divariasikan kapasitas pendinginan berupa kecepatan laju aliran udara exhaust fan sebesar 100%, 75%, 50%, dan 25% dari kapasitas awalnya. Pengujian parameter iklim mikro pada desain model greenhouse dilakukan secara simulasi dan eksperimental. Percobaan secara simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak COMSOL 5.5. Distribusi variabel iklim mikro yang didapat dari simulasi berupa temperatur yang berkisar antara 24,8-34°C, kelembapan relatif berkisar antara 60-90%, dan kecepatan aliran udara ?1,8 m/s. Pengujian model greenhouse secara eksperimental dilakukan dengan dibangun dan diambil data iklim mikronya menggunakan sistem pemantauan. Sistem pemantauan mengumpulkan data temperatur, kelembapan relatif, dan iluminansi matahari secara otomatis. Parameter kecepatan aliran udara diukur dengan anemometer. Analisis pola data iklim mikro pada kondisi eksperimental riil model greenhouse menunjukkan kecocokan dengan data hasil simulasi, di mana temperatur yang didapat sebesar 25-33,8°C, kelembapan relatif maksimum sebesar 74,9%, dan kecepatan aliran udara terbesar 0,64 m/s. Hasil data iklim mikro pada kondisi riil tidak sama persis dengan hasil simulasi karena terdapat faktor lingkungan, yaitu iluminansi matahari fluktuatif, inkonsistensi arah dan kecepatan angin, dan beberapa ketidaktelitian pada pembangunan model greenhouse. Data iklim mikro juga dianalisis keseragamannya dengan mencari perbedaan rata-rata menggunakan analysis of variance (ANOVA) dan uji post hoc Tukey. Pengujian tersebut menunjukkan bahwa distribusi iklim mikro masih belum seragam. Selain itu, pada pengujian dapat diamati bahwa semakin besar bukaan laju aliran angin yang dicatu exhaust fan, semakin tidak merata pula distribusinya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa keseragaman tertinggi dicapai pada greenhouse dengan peneduh pada bukaan 75%, 50%, dan 25% yang memiliki 3 kelompok titik pengukuran yang rata-ratanya tidak berbeda secara signifikan. Selain itu didapatkan hubungan antara iluminansi matahari dengan temperatur dan kelembapan relatif menggunakan koefisien korelasi Pearson. Iluminansi dan temperatur berkorelasi kuat dan positif sehingga apabila iluminansi matahari meningkat, temperatur juga meningkat. Sedangkan, iluminansi matahari dan kelembapan relatif berkorelasi cukup dan negatif, yaitu bila iluminansi matahari meningkat kelembapan relatif justru akan turun. Melalui berbagai variasi sistem pendinginan yang diuji, desain yang paling optimal mencapai target iklim mikro dan efisien dari sisi penggunaan biaya listrik untuk greenhouse pada iklim tropis adalah greenhouse dengan sistem pendinginan evaporative cooling pad, exhaust fan dengan laju aliran udara bukaan sebesar 75% dan digabungkan dengan sistem peneduh.