Keberhasilan mekanisasi pertanian tidak ditentukan banyaknya mesin yang digunakan, tetapi oleh kesesuaian teknologi dengan karakteristik lahan dan sistem pertanian yang dilayani. Mesin yang berhasil diterapkan di suatu wilayah belum tentu memberikan hasil serupa ketika digunakan di lokasi lain dengan kondisi berbeda.
Indonesia memiliki beragam karakteristik lahan, mulai dari lahan kering, sawah dengan berbagai tingkat kedalaman lumpur, sawah terasering, hingga lahan rawa. Keberagaman tersebut menghadirkan tantangan tersendiri dalam pengembangan mekanisasi pertanian.
Selain kondisi lahan, perbedaan komoditas dan sistem usaha pertanian, peternakan, serta perikanan juga membutuhkan pendekatan perancangan mesin yang berbeda. Oleh karena itu, pengembangan mekanisasi pertanian perlu berorientasi pada kemampuan mesin beradaptasi dengan karakteristik biologis, fisik, dan operasional sistem yang dilayaninya.
Guru Besar Fakultas Teknik dan Teknologi IPB University Wawan Hermawan mengemukakan, salah satu pendekatan yang dikembangkan melalui riset ialah desain mesin berbasis karakteristik biosistem. Artinya, perancangan mesin diawali dengan memahami karakteristik tanah, tanaman, hewan, dan kondisi lingkungan tempat teknologi itu akan digunakan.
”Pada setiap komoditas, proses desain selalu diawali dengan pengukuran karakteristik bahan yang menjadi obyek kerja mesin,” ujarnya saat memberikan orasi ilmiah guru besar IPB University di Bogor, Jawa Barat, Sabtu (24/10/2026).
Pengukuran sifat fisik, mekanik, dan geometrik bahan menjadi dasar untuk menentukan parameter teknis mesin agar sesuai dengan kebutuhan operasional. Dengan demikian, teknologi yang dikembangkan tidak hanya berfungsi secara mekanis, tetapi juga mampu bekerja secara efektif sesuai karakteristik obyek yang ditangani.
Pada komoditas kelapa sawit, misalnya, pengukuran sifat fisik, mekanik, dan geometrik pelepah serta daun digunakan untuk menentukan kebutuhan gaya pengempaan dan pemotongan. Hasil pengukuran itu juga menjadi dasar untuk merancang geometri pisau pemotong dan konfigurasi sistem pencacahan yang sesuai dengan karakteristik bahan.
Pada setiap komoditas, proses desain selalu diawali dengan pengukuran karakteristik bahan yang menjadi obyek kerja mesin.
Sementara itu, pada tanaman teh, karakteristik mekanik dan aerodinamik pucuk menjadi dasar perancangan sistem pencacahan dan pemisahan daun dari tangkainya. Pendekatan ini diperlukan agar mesin dapat menangani bahan secara tepat dengan mempertimbangkan sifat mekanik dan perilaku bahan ketika berinteraksi dengan sistem pemrosesan.
Pendekatan serupa juga dilakukan pada nilam dan sorgum. Pada nilam, karakteristik fisik dan mekanik tanaman digunakan untuk menentukan parameter desain mesin pencacah yang mendukung proses ekstraksi minyak atsiri. Adapun pada sorgum, karakteristik batang, daun, malai, dan biji jadi dasar perancangan mesin pencacah tanaman serta perontok biji.
”Desain mesin bukan sekadar proses menghasilkan mesin. Desain mesin adalah proses menerjemahkan kebutuhan petani menjadi solusi teknologi, mengubah karakteristik sistem biologis menjadi parameter rekayasa, serta mentransformasikan berbagai tantangan pertanian menjadi peluang inovasi,” tutur Wawan.
Konsep itu menjadi landasan Wawan dalam mengembangkan desain roda bersirip untuk meningkatkan kinerja traktor roda dua di lahan sawah. Penelitian itu berangkat dari tantangan merancang sistem traksi yang sesuai dengan karakteristik tanah di Indonesia, terutama lahan sawah berlumpur yang dapat menghambat pergerakan mesin pertanian.
Menurut Wawan, tanah merupakan faktor penting dalam keberhasilan mekanisasi pertanian karena seluruh mesin pertanian harus berinteraksi dengan tanah saat beroperasi. Oleh karena itu, desain roda traktor perlu mempertimbangkan karakteristik mekanik tanah agar mampu menghasilkan gaya traksi yang optimal.
Untuk menentukan parameter desain roda secara ilmiah, Wawan mengembangkan pendekatan teoretis untuk menghitung gaya reaksi tanah pada pelat sirip roda. Kemudian, ia mengembangkan metode empiris untuk mengukur tahanan penetrasi pelat pada berbagai sudut tekan menggunakan alat ukur resistensi bahan atau penetrometer.
Hasil pengukuran itu digunakan untuk menerjemahkan karakteristik mekanik tanah menjadi parameter desain roda bersirip, meliputi diameter roda, jumlah sirip, dan ukuran pelat sirip. Beberapa aspek yang diamati antara lain pengaruh sudut kerja sirip terhadap gaya traksi yang dihasilkan.
Berdasarkan pendekatan teoretis dan empiris tersebut, Wawan merancang model roda bersirip yang sudut siripnya dapat dioptimalkan. Pengembangan kemudian dilanjutkan dengan menerapkan mekanisme pegas pada setiap sirip dan dilanjutkan dengan pembuatan prototipe untuk pengujian lapangan menggunakan traktor roda dua.
Roda traksi adaptif tersebut diuji di lahan sawah di Cianjur dan Subang, Jawa Barat. Hasil pengujian menunjukkan desain roda itu mampu meningkatkan kinerja traktor saat beroperasi di sawah basah, antara lain dengan mengurangi sinkage atau penurunan roda ke dalam tanah serta slip atau selip roda.
”Selain mengurangi penurunan dan selip roda, penggunaan roda traksi adaptif juga meningkatkan efisiensi traksi dan efisiensi lapangan dibandingkan dengan roda besi bersirip paku konvensional yang biasa digunakan di lahan sawah,” kata Wawan.
Selain mengembangkan desain roda bersirip pada traktor, Wawan juga mengembangkan mesin pengondisi pakan sapi untuk meningkatkan efisiensi pemberian pakan di peternakan berskala besar. Mesin tersebut dirancang untuk mengatasi persoalan pemerataan pakan, pengadukan pakan yang tersisa, hingga pembersihan bak pakan sebelum diisi kembali.
Pengembangan mesin ini berawal dari kebutuhan sebuah peternakan sapi berskala besar yang memerlukan teknologi untuk menangani pakan di bak pakan. Mesin yang tersedia sebelumnya belum mampu meratakan tumpukan pakan secara optimal.
Selain itu, pakan yang tersisa dan telah bercampur dengan air liur sapi menjadi lengket sehingga sulit dikonsumsi kembali oleh ternak. Dalam praktiknya, ketika pakan tersisa sekitar sepertiga dari jumlah awal, teksturnya jadi lebih lengket akibat bercampur dengan air liur sapi. Pakan tersebut perlu diaduk dan dibalik agar kembali lebih mudah dikonsumsi.
Untuk memenuhi kebutuhan itu, Wawan dan timnya merancang mesin dengan tiga fungsi utama. Tiga fungsi tersebut ialah meratakan tumpukan pakan, mengaduk dan membalik pakan yang tersisa, serta mengisap dan mengumpulkan sisa pakan.
Mesin tersebut menggunakan sepasang sikat pengumpul yang digerakkan oleh dua motor listrik. Untuk membersihkan bak pakan, mesin dilengkapi mekanisme pengisap yang memadukan blower, alat pengisap, dan cyclone.
Setelah prototipe selesai dibuat, pengujian dilakukan secara langsung di lokasi peternakan untuk mengetahui kemampuan mesin dalam menjalankan ketiga fungsi tersebut. Hasil pengujian menunjukkan mesin mampu meratakan tumpukan pakan secara seragam sehingga tiap sapi memperoleh jatah pakan yang sama.
Pada fungsi atau mode pengadukan, mesin dapat membalik pakan yang lengket menjadi lebih remah dan tercampur merata, sekaligus membentuk tumpukan yang lebih mudah dikonsumsi ternak. Penggunaan mesin pengondisi pakan ini pun berpotensi meningkatkan efisiensi pemanfaatan pakan sapi hingga mendekati 90 persen.
Sementara pada mode pengumpulan, mesin mampu mengisap dan mengumpulkan sisa pakan dengan efisiensi pengisapan mencapai 97 persen. Fungsi ini sangat bermanfaat karena bak pakan dapat dibersihkan sebelum pakan segar diberikan pada keesokan harinya.
Kepala Badan Besar Perakitan dan Modernisasi Pertanian Tanaman Padi Kementerian Pertanian Amin Nur, dalam acara peringatan Hari Pangan Sedunia, Jumat (30/10/2026), menegaskan, saat ini proses mekanisasi pertanian berkembang. Kementan juga memasifkan pengembangan Pertanian Modern-Advanced Agriculture System (PM-AAS).
Komentar (0)