Karakterisasi Bidang Orientasi Penampang dan Kadar Air Kayu Berdasarkan Teknologi Kapasitansi Listrik

Abstract

Kayu merupakan bahan dielektrik alami yang memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik. Sifat listrik yang dimiliki kayu berupa impedansi, konduktansi dan kapasitansi yang umumnya dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kadar air dan struktur anatomi. Sifat tersebut dapat memberikan manfaat dalam berbagai keperluan, namun pada kenyataannya sifat listrik kayu masih terbatas pemanfaatannya sehingga mendorong dilakukannya penelitian ini. Tujuan penelitian adalah menganalisis sifat kapasitansi listrik pada kayu berdasarkan perbedaan kadar air serta perbedaan orientasi penampang kayu. Pengambilan data kapasitansi listrik dilakukan saat kadar air target telah tercapai. Kadar air yang diukur adalah kadar air basah, kadar air titik jenuh serat, dan kadar air kering udara Data diambil menggunakan WIDER (Wood Species Identifier) yaitu teknologi yang dapat mengukur nilai kapasitansi yang dihasilkan oleh sensor dengan memanfaatkan sifat resistansi, konduktansi dan kapasitansi. Sensor tersebut terdiri dari pemancar gelombang (transmitter) dan penerima sinyal (receiver) untuk melihat distribusi aliran listrik di dalam material dengan mendeteksi variasi permitivitas dielektrik yang selanjutnya diterima oleh sistem akuisisi data yang akan memproses kapasitansi dan pengukuran medan listrik untuk selanjutnya diproses oleh sistem komputer. Hasil penelitian menunjukkan tidak terdapat pengaruh yang nyata berdasarkan orientasi bidang ortogonal terhadap nilai kapasitansi yang dihasilkan. Sementara itu, kondisi kadar air pada kayu memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kapasitansi. Kadar air basah memberikan nilai kapasitansi listrik yang paling tinggi dibandingkan dengan kayu pada kondisi kadar air titik jenuh serat dan kering udara. Untuk kayu dengan kondisi kadar air titik jenuh serat nilai kapasitansi listrik yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan kayu kondisi kadar air kering udara. Selain itu, kayu dengan kerapatan yang tinggi akan menghasilkan nilai kapasitansi yang lebih tinggi dibandingkan dengan kayu yang memiliki kerapatan rendah. Perbedaan jenis kayu menghasilkan nilai kapasitansi listrik yang berbeda. Hal tersebut dapat dijelaskan karena berkaitan dengan struktur anatomi kayu terutama tebal dinding tiap jenis kayu yang berbeda. Kata kunci: Kapasitansi listrik, sifat dielektrik kayu, WIDER, medan listrik, kadar air kayu, orientasi bidang ortogonal

Wood is a natural dielectric material that has an ability to store electric charges. The electrical properties of wood are in the form of impedance, conductance, and capacitance, which are generally influenced by several factors such as moisture content and anatomical structure. These properties can be beneficial in various applications. However, the implementation technology of electrical properties of wood are still limited. This research aimed to analyze the capacitance properties of wood based on the differences in moisture content and wood orthogonal orientation. Data on electrical capacitance were collected once the target moisture content has been reached. The moisture content was measured as green moisture content, fiber saturation point, and air-dry moisture content by using WIDER (Wood Species Identifier), a technology created to measure the capacitance value produced by sensors by utilizing the properties of resistance, conductance, and capacitance. The sensor consists of a transmitter and receiver to examine the distribution within material by detecting the dielectric permittivity variation, which is then received by the data acquisition system to measure the capacitance and electric field for further processed by the computer system. The research results showed that there was no effect of orthogonal orientation on the capacitance value produced, but the moisture content of the wood significantly affected the capacitance values. Green moisture content produced the highest electrical capacitance value compared to wood at fiber saturation point and air-dry moisture content conditions, while wood at fiber saturation point condition produced a higher electrical capacitance value than wood at air-dry moisture content condition. Different wood species also produced specific electrical capacitance values, which may be related to the anatomy of the wood especially the thickness of cell wall of each species. Keywords: Electrical capacitance, dielectric properties of wood, WIDER, electrical field, wood moisture content, orthogonal orientation.