Perpustakaan Digital ITB

Konduktivitas termal merupakan salah satu sifat panas tanah yang berperan penting dalam mengontrol aliran panas dalam tanah. Konduktivitas termal tanah dipengaruhi banyak faktor seperti sifat-sifat fisis tanah, aliran air dan vegetasi di permukaan tanah. Tanah dan dan tanaman merupakan suatu sistem kompleks yang menjaga stabilitas ekosistem dan perubahan mikroiklim. Jenis tanah yang berbeda memiliki konduktivitas termal yang berbeda. Penelitian menentukkan konduktivitas termal tanah membutuhkan waktu yang relatif lama sehingga dibutuhkan suatu metode untuk memprediksi nilai konduktivitas termal tanah. Salah satu metode softcomputing yang popular untuk memprediksi suatu nilai dikenal dengan Jaringan Syaraf Tiruan (JST). Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi konduktivitas termal tanah yang melibatkan tanaman menggunakan JST. Pengambilan data didapat dari eksperimen menentukan konduktivitas termal tanah menggunakan sensor termal dual probes. Sensor ini memiliki dua elektroda untuk mengukur tegangan dan arus yang mengalir saat proses pemanasan, dan dua termokopel untuk mengukur perubahan suhu. Empat jenis tanah yang digunakan antara lain tanah sawah, lumpur, lempung dan pasir. Pengukuran dilakukan pada tanah tanpa berisi biji dan tanah berisi biji kacang hijau untuk mengetahui pengaruh tanaman terhadap laju konduksi dalam tanah. Prediksi JST menggunakan multi-layer feef-forward neural network yang dilatih dengan algoritma back-propagation pada 200 data latih dan 40 data uji dengan memanipulasi jumlah hidden layer. Delapan data input berupa waktu pemanasan, suhu dari termokopel 1, suhu dari termokopel 2, selisih suhu, tegangan, arus, daya (laju) konduksi, dan kemiringan grafik suhu terhadap waktu untuk memprediksi nilai konduktivitas termal tanah. Hasil menunjukkan Mean Square Error (MSE) pada tanah tanpa biji yaitu MSE-training, MSE-validation, dan MSE-testing secara berurutan4,24×10−9, 1,34×10−8 , dan 2,03×10−8. Sedangkan pada tanah berisi biji didapatkan MSE-training, MSE-validation, dan MSE-testing3,40×10−9,1,50×10−8, dan 5,11×10−8. Ketiga nilai MSE tersebut menunjukkan kesesuaian antara hasil eksperimen dengan hasil prediksi menggunakan JST. Kesesuaian hasil prediksi tersebut dapat dijadikan sebagai referensi penggunaan JST sebagai salah satu program untuk memprediksi konduktivitas termal tanah yang melibatkan pertumbuhan tanaman. Adapun konduktivitas termal tanah tanpa biji kacang terbesar dicapai oleh tanah lempung 3,17 Wm-1K-1 dan tanah berisi biji kacang dicapai oleh tanah pasir sebesar 2,41 Wm-1K-1.