PENGEMBANGAN JARINGAN PIPA AIR MINUM ANTAR PULAU DENGAN PIPA BAWAH LAUT MENGGUNAKAN METODE TT

Transkripsi

1 Konferensi Nasional Teknik Sipil 12 Batam, September 2018 PENGEMBANGAN JARINGAN PIPA AIR MINUM ANTAR PULAU DENGAN PIPA BAWAH LAUT MENGGUNAKAN METODE TT Tri Suyono 1 dan Wati Asriningsih Pranoto 2 1 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Khairun, Jl. Pertamina, Ternate Selatan, Maluku Utara bayu_sigma@yahoo.com 2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Tarumanegara, Jl. Letjen S.Parman No. 1 Jakarta Barat watip@ft.untar.ac.id ABSTRAK Pemasangan pipa bawah laut dengan metode yang umum digunakan dalam sektor perminyakan, seperti metode Reel Lay, metode Towing, metode J Lay, dan metode S Lay, memerlukan biaya yang mahal dan memerlukan fasilitas khusus dalam proses pemasangannya. Maka teknologi ini kurang ekonomis jika digunakan untuk memasang pipa air minum antar pulau, untuk itu diperlukan metode pemasangan pipa bawah laut (antar pulau) untuk mendistribusikan air minum ke pulau-pulau yang tidak memiliki potensi air, baik air permukaan maupun air tanah. Metode TT (Tarik Tenggelamkan) adalah metode yang lebih murah dan sederhana jika dibandingkan dengan metode yang umum digunakan dalam proses pemasangan pipa bawah laut. Metode ini diawali dengan menarik tali pengarah/tali koordinat dari titik awal (pulau asal) ke titik tujuan (pulau tujuan) dengan kapal yang mempunyai kemampuan tarik cukup, dipilih tali yang memiliki daya apung agar tidak tenggelam. Tali dibentangkan di sepanjang jalur pipa, kemudian dikunci mati di pinggir pantai pulau asal dan tujuan. Pada badan pipa dipasang cincin-cincin tali dengan jarak 2 meter yang kemudian dikaitkan di sepanjang tali koordinat dengan ujung pipa ditarik ke arah pulau tujuan, yang secara otomatis akan mengikuti tali koordinat. Pipa yang akan ditarik sebaiknya diisi air tawar terlebih dahulu supaya pipa tetap penuh air agar pada saat air dialirkan tidak terjadi perubahan posisi/deformasi posisi pipa didasar laut akibat tekanan dalam pipa secara tiba-tiba. Selanjutnya pipa terus ditarik sampai daratan pulau tujuan, dan setelah ujung pipa sampai di pulau tujuan, mulai dipasang pemberat pipa diawali dari pulau tujuan, sedangkan pipa yang di pulau asal dibiarkan bergerak untuk menambah panjang akibat pipa tenggelam, dengan catatan pipa tetap pada koordinat yang telah ditentukan. Agar pipa tidak langsung tenggelam dibantu dengan pelampung atau diikat pada kapal pemuat pemberat. Pemasangan beton pemberat pipa dilakukan dengan jarak tertentu sampai semua pipa tenggelam didasar laut. Pemasangan pipa bawah laut dengan metode TT ini merekomendasikan penggunaan pipa jenis High Density Polyethylene (HDPE) yang spesifikasinya disesuaikan dengan kajian hidrolis dengan mempertimbangkan kedalaman laut dan tekanan air dalam pipa, sedangkan bobot dan jarak beton pemberat pipa juga dihitung berdasarkan kedalam laut, kecepatan arus laut, tinggi gelombang dan faktor teknis lainnya yang terkait dengan stabilitas pipa. Berat beton pemberat yang direkondasikan antara 65 kg 80 kg dengan kulitas beton minimal K700, karena ukuran ini masih memungkinkan untuk dipasang secara manual dengan tenaga manusia, sehingga jarak antar beton yang diatur untuk memperoleh stabilitas pipa yang aman. Dalam kurun waktu tiga bulan maka beton akan stabil dan aman dari arus laut karena beton sudah terikat didasar laut oleh biota laut, terutama kerang jenis tiram. Kata kunci: Air Minum, Pipa Bawah Laut, Tarik Tenggelam 1. PENDAHULUAN Air minum merupakan kebutuhan pokok manusia, yang ketersediaannya menjadi wajib. Di Indonesia penyedian air minum menjadi tanggungjawab pemerintah (pemerintah pusat dan daerah), sehingga pemerintah dituntut untuk menyediakan air minum yang memenuhi 4 K (kuatitas, kontinyutas, kualitas dan keterjangkauan). Jadi, selain air minum harus memenuhi syarat baku mutu juga harus terjangkau harganya oleh masyarakat. Sehingga penerapan teknologi tinggi dengan biaya produksi yang tinggi sehingga harga jual air menjadi tinggi dibeberapa daerah akan bertentangan dengan aspek keterjangkauan. Pembangunan sarana dan prasarana air minum harus dilakukan sesuai dengan kebutuhan masyarakat dan kondisi geografis serta potensinya. Banyak pulau berpenghuni di Indonesia yang tidak memiliki potensi air tawar yang cukup, baik air permukaan maupun air tanah, sehingga beberapa pulau perlu penerapan teknologi khusus yang biaya operasional dan pemeliharaannya tidak besar, agar tidak membebani masyarakat dengan harga air yang tinggi. Salah AR - 171

2 AR satu cara untuk memenuhi kebutuhan air minum pulau-pulau kecil di Indonesia adalah dengan membangun jaringan pipa air minum antar pulau dengan pipa bawah laut. Pemasangan pipa bawah laut dengan metode cangggih seperti metode Reel Lay, metode Towing, metode J Lay, dan metode S Lay yang banyak digunakan dalam pemasangan pipa bawah laut terutama sektor perminyakan merupakan metode yang mahal dan memerlukan peralatan khusus, sehingga metode ini cukup sulit untuk diterapkan dalam pembangunan air minum di Indonesia, baik karena pertimbangan aspek teknis maupun ekonomi. Sebagai upaya untuk memenuhi kebutuhan air minum pulau-pulau kecil yang tidak memiliki potensi air minum yang biaya operasionalnya murah salah satunya adalah dengan membangun jaringan pipa bawah laut dengan metode dan biaya yang lebih murah dari metode/teknologi yang telah ada. Untuk menerapkan teknologi ini di beberapa wilayah di Indonesia diambil salah satu lokasi yang telah terpasang jaringan air minum antar pulau dengan kondisi perairan yang cukup tinggi arus dan gelombangnya, dengan kedalaman rata-rata 48 meter dengan kedalaman maksimum 62 meter, yaitu jaringan pipa bawah laut Rum-Maitara (Pulau Tidore dengan Pulau maitara) atau dikenal sebagai pulau seribu rupiah, karena kedua pulau ini gambarnya terdapat di uang pecarahan seribu rupiah. 2. ASPEK TEKNIS Pemasangan pipa air minum bawah laut antar pulau yang salah satu contohnya adalah jaringan pipa air minum pulau Tidore ke pulau Maitara dibangun dengan mempertimbangkan beberapa aspek teknis yaitu arus laut, efek gelombang serta kondisi dasar laut. Selat Maitara memiliki panjang sekitar 1,186 km dengan kedalaman maksimum 62 meter. Merupakan selat sempit yang berarus cukup kencang (arus laut dari laut Maluku menuju perairan di sekitar Halmahera dan sebaliknya) dimana arus diselat ini terdiri dari 2 arah satu sisi selat arus masuk dan satu sisi arus keluar sehingga proses pemsangannya juga tidak mudah. Hal ini menjadi salah satu pertimbangan kontruksi pipa dan juga jenis pipa yang akan digunakan. Dengan berbagai pertimbangan dan kajian teknis, maka pipa yang plaing direkomendasikan untuk konstruksi ini adalah pipa HDPE, dan untuk jaringan pipa dari pulau Tidore ke pulau Maitara berdiameter luar 3 x 110 mm. Pemilihan tiga jalur pipa ini diambil dengan pertimbangan jika terjadi kerusakan/gangguan pada salah satu atau dua jaringan pipa maka sistem masih tetap berjalan sambil menunggu perbaikan pada jaringan pipa yang bermasalah. Pada saat proses pemasangan pipa maka pengaruh gelombang pada kontruksi pipa akan besar ketika pipa berada pada permukaan dan akan berangsur mengecil dengan bertambahnya kedalaman pipa. Demikian juga arus laut. Adapun gaya-gaya yang terjadi ketika pipa di dalam air mendapat gaya dari arus laut adalah sebagai berikut: Gambar 1. Gaya-gaya pada pipa di dalam air Ada beberapa teori gelombang. Airy, Stokes, Stream dan Curent. Dari survei yang dilakukan di selat hiri, maka diasumsikan bahwa kondisi gelombang mengikuti teori gelombang Airy.

3 AR Gambar 2. Pergerakan gelombang Efek dari gelombang akan sangat besar jika konstruksi pipa yang digunakan berada di dekat permukaan. Makin dalam posisi konstruksi pipa, makin kecil pengaruh dari gelombang. Gambar 3. Efek gelombang pada kedalaman Oleh karena itu dengan pertimbangan adanya arus laut dan gelombang maka pemasangan pipa air minum dilakukan dengan menenggelamkan di dasar laut (seabed), sehingga pengaruh gelombang, arus dan defleksi akibat berat pipa dapat diminimalisir. Namun demikian juga harus diperhatikan stabilitas pipa di dasar laut (on bottom stability), pengaruh tekanan dan kondisi dasar laut (seabed) yang akan mempengaruhi stabilitas jaringan pipa. Kedalaman laut selat Rum- Maitara maksimal adalah 62 meter maka proses pemasangan dapat dilakukan dengan menyederhanakan proses pemasangan yaitu dengan metode TT (Tarik-Tenggelamkan). Proses pemasangan dilakukan dengan melakukan penyambungan pipa dengan ukuran panjang yang sesuai kebutuhan yaitu panjang pipa bottom tow dengan toleransi 20% untuk mengantisipasi jika terjadi pergeseran horizontal pipa akibat arus atau gelombang pada saat pemasangan. Maksud dan tujuan dari metode ini adalah agar proses pemasangan pipa bawah laut berjalan dengan baik dan memungkinkan untuk dilakukan oleh tenaga kerja setempat dengan panduan engineer yang professional dan berpengalaman yang juga memberi keuntungan secara teknis maupun ekonomis yang dapat menjamin pelayanan air minum secara kontinyu.

4 AR METODOLOGI Metode Pemasangan Metodologi pemasangan pipa air minum bawah laut dapat dijelaskan melalui diagram alur sebagai berikut: Gambar 4. Diagram alur tahapan pemasangan pipa bawah laut Lokasi jalur pemasangan harus terbebas dari aktivitas apapun. Nelayan dan lalu lintas kapal dialihkan selama proses pemasangan pipa berlangsung. Selain itu juga dicari waktu yang tepat dengan arus laut yang rendah dan gelombang sesuai dengan data dari BMG, biasanya arus dan gelombang akan berkurang antara tanggal bulan hijriyah / bulan jawa. Pada pemasangan pipa di laut diperlukan kapal sebagai penarik dan pemuat material. Untuk metode TT diperlukan sebuah kapal yang kapasitasnya mampu memuat seluruh material yang diperlukan yaitu peralatan pasang dan blok beton pemberat dengan jumlah dan bobot yang sesuai. Untuk pemasangan pipa Rum Maitara diperlukan blok beton pemberat pipa minimal 85kg dengan jarak pemasangan 3 meter sehingga untuk panjang pipa sekitar meter diperlukan blok beton pemberat pipa sebanyak 601 buah. Kapal yang disiapkan adalah Kapal yang memiliki draf rendah dan mampu menarik tali koordinat dan pipa pada kondisi perairan arus dan bergelombang. Untuk keperluan di Rum Maitara cukup digunakan satu unit Kapal penarik dan 5 kapal kapal kecil ukuran 3 GT sebagai kapal pemuat dan pemasang pemberat pipa. Jenis Pipa yang direncanakan adalah pipa HDPE diameter luar 110 mm PN 20 bar, sehingga selain pipa aman dari tekanan dalam dan luar pipa juga aman dari segi sambungan. Tenaga penarik yang bekerja di permukaan maupun tenaga penyelam disiapkan agar proses pemasangan bisa secepat mungkin sebelum kondisi laut menjadi tidak bersahabat. Penyambungan pipa HDPE dilakukan di darat dengan menggunakan alat sambung. Pada penyambungan ini harus dilakukan dengan teliti dan tidak boleh terjadi kegagalan. Penyambungan dilakukan secara bertahap 600 meter atau 5 titik sambungan, dan setiap sambungan diberikan pengaman dengan bahan khusus untuk menghindari putusnya pipa arena penyambungan yang kurang sempurna. Tali koordinat atau tali pengarah dipasang pada jalur yang sudah diambil. Tali dipasang dengan erat di koordinat pemasangan pipa, titik di Pulau Tidore maupun di Pulau Maitara. Pada jalur inilah pipa akan dipasang. Cincin tali dipasang pada pipa agar pipa bisa dikaitkan sepanjang tali koordinat. Setelah dikaitkan maka pipa ini bisa ditarik sepanjang jalur tali dengan lancar. Ujung pipa HDPE ditarik dengan kapal, air laut dibiarkan masuk ke dalam pipa agar tercipta stabilitas pipa di atas permukaan air laut dan untuk menghindari adanya udara yang terjebak di dalam pipa pada saat pipa sudah berada didasar laut. Penarikan pipa ini dari arah pulau asal ke pulau tujuan. Proses penarikan pipa ini akan berhenti sejenak pada panjang 600 meter untuk menunggu sambungan pipa berikutnya. Total diperlukan waktu kurang dari 8 jam untuk bisa menarik sekaligus penyambungan pipa dari Tidore ke Maitara dengan panjang meter. Untuk menambah daya apung pipa agar pemasangan pemberat lebih mudah maka dipasang pelampung sementara yang diikatkan pada pipa dengan cara dan jarak tertentu adat mudah melepaskannya pada saat pipa akan ditenggelamkan. Beton pemberat yang direkomendasikan berdasarkan perhitungan teknis untuk pipa HDPE PN 20 bar dengan diameter 110 mm adalah antara 65 kg - 80 kg dan dipasang setiap jarak 3 meter. Berat beton ini ditentukan berdasarkan pertimbangan kondisi pipa HDPE yang tetap terapung karena massa jenisnya yang lebih kecil dari masa jenis air. Dengan memasang beton pemberat ini diharapkan pipa akan mantap dan stabil di dasar laut. Penenggelaman dimulai

5 AR dari arah Maitara. Beton dipasang dari tepi pantai Maitara dan pemasangan setiap 3 meter ke arah Tidore. Cincin tali juga dilepaskan dari tali pengarah demikian juga pelampung sementara. Secara berangsur angsur pipa akan tenggelam. Pada saat yang sama pelampung dilepas dari arah Maitara juga. Demikian pekerjaan dilakukan sampai seluruh pipa tenggelam dalam laut dari pulau tujuan ke pulau asal, sebagaimana dapat dilihat pada gambar 5. Pengamanan Posisi Pipa Gambar 5. Pemasangan pipa bawah laut dengan metode TT (Tarik-Tenggelamkan) Pekerjaan finishing dilakukan dengan melakukan penyelaman untuk memastikan pipa dan pemberatnya berada di lokasi yang aman, tidak terganggu karang maupun palung laut yang bisa menyebabkan tegangan lokal pada pipa yang dapat menyebabkan kegagalan. Adapun hal-hal yang harus dihindari adalah sebagai berikut : Gambar 6. Hal-hal yang harus dihindari pada pemasangan pipa bawah laut Uji coba dilakukan dengan mengisi pipa yang sudah terpasang itu dengan air minum dan mengalirkan secara terus menerus selama 72 jam agar bisa diketahui ketahanan dan kemantapan kontruksinya. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Pemasangan Pipa di Dasar Laut Pada umumnya pemasangan perpipaan bawah laut adalah dengan meletakkan pipa tersebut di dasar laut (seabed). Pada lingkungan dasar laut dengan kedalaman yang cukup, pengaruh gelombang dan arus laut sudah sedemikian kecilnya sehingga tidak mempengaruhi stabilitas pipa. Namun demikian diperlukan pengetahuan yang mendalam tentang kondisi bawah laut itu sendiri. Diperlukan studi yang cukup tentang kondisi bawah laut, jenis seabed, soil, dan juga lingkungan laut. Jelasnya ilmu tentang oceanografi harus mendapat prioritas utama. a. Menentukan beban beton minimum Analisa pemberian beban dilakukan dengan memberi beban bervariasi mulai dari pemberat 5 kg sampai dengan 80 kg pada kondisi pipa kosong maupun terisi akan dapat diketahui beban minimum yang diperlukan agar pipa tidak mengapung. Dengan melihat nilai defleksi pada titik tengah akan diketahui kondisi pipa. Untuk hasil positif, berarti defleksi ke arah atas atau pipa mengapung dan jika nilai defleksi negatif berarti pipa tenggelam sebagaimana dapat dilihat pada tabel 1.

6 AR Pemberat yang ideal akan membuat pipa selalu tenggelam pada kondisi kosong maupun terisi air. Tetapi pemberat ini tidak boleh terlalu besar nilainya. Pemberian pemberat yang terlalu besar akan menyebabkan defleksi pipa yang sangat besar. Dari hasil analisa di atas terlihat bahwa berat minimum pemberat beton yang dipasang setiap 3 m adalah 65 kg per buah. Jika berat beton yang digunakan kurang dari itu maka pipa akan terapung pada saat kosong. Kondisi pipa yang terapung ini akan sangat berbahaya karena akan mengganggu lalu lintas kapal. Selain itu dengan posisi dekat dengan permukaan laut, pengaruh gelombang dan arus laut akan sangat besar dan akan mengakibatkan pipa putus. Pemasangan pipa bawah laut Tidore Maitara dapat terlaksana dengan baik dengan menggunakan metode TT. Pemasangan pipa bawah laut untuk kedalaman 62 m seperti di Selat Maitara ini terbukti cukup efektif. Ada 3 jalur pipa yang terpasang pada selat maitara dengan panjang masing masing meter. Pemasangan hanya membutuhkan peralatan dan kapal yang bukan didesain secara khusus untuk pemasangan pipa bawah laut sehingga lebih ekonomis. Beton pemberat yang digunakan memiliki berat 80 kg yang dipasang tiap 3 meter sehingga akan meletakkan pipa pada posisi yang stabil di dasar laut. Pada saat proes pemasangan pipa disisi air laut, hal tersebut dilakukan untuk menjamin pipa dalam kondisi penuh untuk menghindari udara terjebak di dalam pipa yang bisa berakibat penurunan tekanan air dan daya dorong, selain itu dengan pipa yang penuh maka pipa akan lebih stabil pada kondisi arus serta gelombang dan juga mudah untuk ditenggelamkan. bawah ini ditampilkan foto-foto dokumentasi pemasangan pipa yang sudah dilaksanakan. Gambar 7. Arah defleksi NO BEBAN (kg) Gambar 8. Penyambungan pipa Tabel 1. Pengaruh beban terhadap posisi pipa (terapung atau tenggelam) PIPA KOSONG DEFLEKSI PIPA TERISI NILAI (mm) KONDISI NILAI (mm) KONDISI 1 Tanpa beban Terapung Terapung Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam

7 AR Terapung Tenggelam Terapung Tenggelam Tenggelam Tenggelam Tenggelam Tenggelam Tenggelam Tenggelam Tenggelam Tenggelam Gambar 9. Pemasangan pelampung Gambar 10. Penguatan pemberat sebelum ditenggelamkan Gambar 11. Perbaikan posisi pipa

8 AR Gambar 12. Pipa yang sudah terpasang 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Penggunaan metode TT sangat efektif pada kedalaman laut di bawah 100 meter. Namun demikian kondisi arus laut dan gelombang pada pemasangan ini harus dalam kondisi tenang. Jika tidak tentu ada perhitungan lain yang lebih komplek. Oleh karena itu perlu dilakukan kajian BMG yang sangat akurat. Pemasangan pipa air minum ini telah memberikan manfaat di beberapa pulau di Indonesia antara lain pulau Maitara dan kepualuan Kayoa di Maluku Utara serta pulau Lembeh di Bitung Sulawesi Utara. Penggunaan Metode TT untuk pemasangan pipa bawah laut ini juga lebih sederhana dan tidak memerlukan kapal khusus, sehingga dapat dilakukan oleh wilayah setempat dengan mengoptimalkan armada laut yang tersedia. Pemilihan pipa sebaiknya meminimalisir jumlah sambungan, untuk pipa yang berdiameter 63 mm, 90mm dan 110 mm sebaiknya memilih pipa roll dengan panjang 100 atau 200 meter/roll, sedangkan untuk diameter pipa ukuran 160 mm ketas sebaiknya memilih panjang minimum 12 meter/batang. Saran Dalam pemasangan pipa bawah laut dengan metode TT ini, perlu diperhatikan masalah penguatan pengikat beton dengan pipa, sehingga beton bener-benar terpasang melekat pada titik pemasangan yang telah ditentukan, karena jika tidak beton akan bergeser akibat arus laut sebelum menyatu dengan terumbu karang di dasar laut. DAFTAR PUSTAKA Abidin, Zaenal. (2008). Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach. Institut Teknologi Bandung. Alfansuri, Solihin. (2007). Perlindungan Pipa Bawah Laut. Surabaya Bu energy. (2010). Teknik Pemasangan Pipa di Dasar Laut (updated 30 Oktober 2010). [akses 4 Januari 2015] Hardi, W. Suyono, T Teknik Pemasangan Pipa Air Minum Bawah Laut dengan Metode TT dari Pulau Tidore ke Pulau Maitara. Semnas Maritim, Sains dan Teknologi Terapan. Vol. 1 Liu, Henry. (2003). Pipeline Engineering. Lewis Publishers. Florida Setiawan, P. Aditya. (2010). Menghitung Tebal Pipa. Sibuea, C. Mulyadi, Y. Rochani, I Analisis On-Bottom Stability dan Local Buckling: Studi Kasus Pipa Bawah Laut dari Platform Ula Menuju Platform Uw. Jurnal Teknik ITS. Vol 5, No. 2 Yusuf, Arizafahluzi. (2012). Metode Pemasangan Pipa Bawah Laut.