Majalah Energi

sustainable energy monthly magazine

Berjalan adalah suatu kegiatan tubuh dinamis yang digunakan manusia untuk berpindah dari suatu tempat ke tempat yang lain. Manusia berjalan menggunakan dua buah kaki yang menopang tubuhnya, dan biasanya kegiatan berjalan tersebut timbul perubahan posisi dari titik pusat masa tubuh (Center of Mass) secara horizontal dan vertical,terutama pada saat kita berlari perubahan posisi tersebut akan sangat cepat terjadi. Perubahan posisi titik massa tubuh pada saat manusia berjalan maupun berlari akan menciptakan percepatan tambahan pada gerakan dinamis tubuh manusia sehingga akan muncul suatu gaya yang menimpa tubuh kita, yaitu ground reaction force atau impact force. Gaya tersebut akan lebih terasa oleh manusia ketika berjalan membawa tas ransel atau backpack. Gaya yang terjadi adalah gaya pada arah horizontal dan vertikal, namun gaya terbesar yang mengenai tubuh manusia dan menimbulkan ketidaknyamanan bahkan cedera adalah gaya pada arah horizontal terutama pada bagian punggung, sedangkan gaya pada arah vertikal akan mengenai bagian bahu dan pundak. Karena terjadinya hal tersebut, maka diadakan pengembangan desain tas ransel yang menggunakan suspensi. Hal tersebut telah dilakukan oleh negara lain dan masih terus berkembang dengan desain yang bermacam-macam.


Fungsi Utama Tas dengan Piezoelektrik
Desain tas ransel bersuspensi tersebut menunjukkan bahwa gaya yang menimpa tubuh manusia cukup besar dan dapat diredam oleh sistem suspensi yang tersusun dari pegas dan peredam. Gaya yang diredam oleh sistem suspensi tersebut dapat dimanfaatkan sebagai salah satu sumber energi alternatif, terutama bagi para pendaki gunung, tim penyelamat (tim SAR), dan tentara. Profesi tersebut dipilih karena biasanya membawa beban pada tas ransel sangat berat melebihi batas ergonomis yaitu 35 kg. Selain itu, biasanya profesi tersebut diharuskan bertugas ke suatu tempat yang tidak memiliki sumber energi listrik, seperti di pedalaman dan pegunungan, sedangkan mereka membutuhkan sumber penerangan yang biasanya berupa senter dan headlamp, alat komunikasi, dan GPS untuk menentukan lokasi.

Tas ransel bersuspensi akan ditambahkan dengan piezoelektrik, yaitu suatu alat yang dapat mengubah energi mekanik (gaya dan tekanan) menjadi energi listrik maupun sebaliknya. Piezoelektrik tersebut dipasang di strap atau tali pengikat sekitar bahu. Alasan penempatan piezoelektrik di sekitar tali pengikat bahu dikarenakan daerah ini merupakan daerah yang selalu mengalami gaya dari proses berjalan manusia secara terus menerus dan memanfaatkan pergerakan tas secara vertikal akibat dari suspensi tersebut. Piezoelektik digunakan karena memiliki beban yang sangat ringan, yaitu sekitar 7 ons, dibandingkan dengan generator yang dipasang pada ransel yang bebannya dapat mencapai 30 kg. Berdasarkan penelitian dari Jonathan Granstrom dan Joel Feenstra (Michigan Technological University), Henry Sodano (Arizona State University), dan Kevin Farinholt (NanoSonic,Inc.) telah mempublikasikan suatu rancangan tali yang terbuat dari fluoride polyvinylidene (PVDF) yang kuat dan lentur dan terasa sangat mirip dengan nilon. Tali rancangan tersebut di dalamnya berisi material piezoelektik PVDF yang dapat menghasilkan tegangan listrik apabila terjadi perubahan panjang dari tali.



Hasil yang diperoleh menggunakan rancangan tersebut adalah apabila manusia membawa beban sebesar 100 pound-force (sekitar 45 kg-force),beban yang umum dibawa oleh tentara, dengan kecepatan 2-3 mil/jam tali akan menghasilkan daya listrik sebesar 45,6 mW. Daya listrik tersebut dapat digunakan untuk berbagai alat elektronik yang membutuhkan daya tidak terlalu besar, seperti headlamp LED (~38mW) maupun untuk Ipod Nano (~46mW) dan ponsel Motorola Razr (mode stand-by ~9mW dan mode bicara ~360mW). Perbandingannya adalah dengan berjalan menggunakan tas tersebut selama 20 menit dapat digunakan untuk berkomunikasi menggunakan ponsel selama 2,5 menit atau dengan berjalan selama siang hari dapat menggunakan headlamp selama malam hari. Selain itu, energi tersebut dapat digunakan untuk menyalakan GPS saat dalam perjalanan.

Tantangan dan Prospek Masa Depan

Tantangan terbesar yang terjadi adalah merancang piezoelektrik yang kuat dan tahan lama, karena piezoelektrik akan mudah rusak karena tidak dapat menahan strain (ketegangan) yang disebabkan oleh tali. Tantangan tersebut dapat dihadapi dengan adanya perkembangan teknologi nano yang diharapkan dapat membuat piezoelektrik setebal 100 nm terjaga nilai konduktivitasnya apabila mengalami strain sebesar 1000% dari kondisi awalnya.

Pengembangan dari energi terbarukan ini masih sangat banyak, yaitu dapat juga dimanfaatkan energi panas yang tercipta karena gesekan antara tali ransel dengan bahu, dapat berkembangnya industri piezo-tekstil, selain itu penggunakan piezoelektrik pada tas ransel dapat berlaku pada tas yang lain seperti tas sekolah dimana dapat mengisi baterai dari laptop saat berjalan.


Sumber Referensi :
www.coolhunting.com/tech/
www.gizmag.com/ecogizmo/
www.physorg.com/technology-news/engineering/
www.treehugger.com/science_technology/alternative_energy/
www.zena.net/htdocs
Putra,R.Narendra Kurnia. Pemodelan dan Simulasi Sistem Ransel Bersuspensi Guna Memperoleh Parameter Suspensi Guna Memperoleh Parameter Suspensi Optimal Terhadap Variasi Kecepatan Berlari untuk Meminimumkan Ground Reactive Force. ITB. Bandung. 2010

sudah saya uplotkan di scribd

ini juga menjadi bahan untuk PKM dan IEPE kelompok saya, silahkan dinikmati dan diresapi...hehe

waah artikel yg menarik kk beni

jadi sbenarnya kita juga bisa menciptakan sumber energi sendiri sambil berolahraga ya, jadi gak perlu bergantung dengan PLN lagi

waah dengan baca artikel-artikel sperti ini ternyata benar-benar membuka wawasan saya, mengingat Hukum Energi yaitu "energi tidak dapat diciptakan ataupun di MUSNAHKAN, tapi dapat berubah dari bentuk satu ke bentuk laennya" klo gitu banyak bnget ya energi yang kita hasilkan terbuang sia-sia padahal masih bisa di manfaatkan lagi sperti postingan yang d buat kk beni dan thread sbelah dari mbak asni yang memanfaatkan energi gerak kita menjadi energi listrik atau kita juga bisa memasang alat yang sama di spatu kita, kan memanfaatkan energi gerak kita juga tuh , atw putaran mekanik dari roda mobil juga berarti bisa kita manfaatkan untuk hasil serupa, serta energi panas dari knalpot motor juga brarti bisa kita manfaatin juga tuh

tapi kenapa kita masih bergantung ama energi yang tidak terbaharukan ya? T_T

oh ya jadi lupa pertanyaan saya tentang postingan ini hhee, gini kk beni kn itu yang dijelaskan adalah tas ransel yang berukuran sperti tas yang dibawa oleh tentara dan pendaki gunung,
nah kan saya mahasiswa yang rada males bawa buku-buku kuliah paling juga klo kuliah cuma bawa binder 1 heheheh, nah kira-kira klo gitu bisa gak ya buat ngecas HP atau laptop saya? heheheh

Nice article

Btw, ada yang mau saya tanyakan...



pemanfaatan energi panas yang dimaksud itu bagaimana ya ben? apakah ditambah material lain seperti termoelektrik atau justru pengembangan dari material piezoelektrik itu sendiri?

achmad tazkir wrote:

masih banyak yang bisa dimanfaatkan, kalo bisa sih gas buangan manusia mestinya dimanfaatkan kembali...
dengan berat 1 kg saja bisa kok digerakkan, sudah ada penelitiannya, kan kalo bawa laptop udah lumayan berat asalkan ada vibrasi dan goyangannya kk...

Ni Made Dwi R. wrote:

sepertinya ditambahkan dengan termoelektrik walaupun mungkin perbedaan temperaturenya sangat kecil, namun tidak ada yg tidak mungkin kan...apalagi ditambah dengan perkembangan teknologi nano yang sangat melesat...