KERAGAAN OLENG KAPAL ROUND BOTTOM (SKALA MODEL) DENGAN LUAS FREE SURFACE MUATAN CAIR YANG BERBEDA ARIESTIO DWI RAMADHAN

Transkripsi

1 KERAGAAN OLENG KAPAL ROUND BOTTOM (SKALA MODEL) DENGAN LUAS FREE SURFACE MUATAN CAIR YANG BERBEDA ARIESTIO DWI RAMADHAN PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN PERIKANAN TANGKAP DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

2 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Keragaan Oleng Kapal Round Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda adalah karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya ilmiah yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, Oktober 2012 Ariestio Dwi Ramadhan C

3 ABSTRAK ARIESTIO DWI RAMADHAN, C Keragaan Oleng Kapal Round Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda. Dibimbing oleh YOPI NOVITA dan MOHAMMAD IMRON. Kapal pengangkut ikan hidup adalah kapal yang khusus digunakan untuk mengangkut ikan dalam kondisi hidup dengan muatan utamanya adalah air dan ikan. Jenis muatan kapal ini dikategorikan sebagai jenis muatan cair. Sifat muatan cair berubah bentuk sesuai wadahnya, sehingga titik beratnya selalu bergeser. Kondisi ini dikarenakan muatan cair memiliki free surface. Free surface berdampak terhadap kestabilan kapal. Pergeseran titik berat muatan menyebabkan kapal bermuatan cair menjadi berkurang kestabilannya dibandingkan kapal bermuatan padat. Tujuan penelitian ini adalah : 1) menentukan parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi luasan free surface, dan 2) menentukan pengaruh luas free surface terhadap keragaan oleng model kapal. Metode penelitian dilakukan dengan mengamati gerakan rolling model kapal sebagai efek dari keberadaan palka dengan beberapa perlakuan berbeda dan pergerakan free surface-nya. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa luas free surface memberikan pengaruh terhadap keragaan oleng kapal, dimana semakin luas free surface maka nilai sudut kemiringan, nilai rolling period, dan nilai waktu redam semakin besar, sedangkan untuk nilai frekuensinya semakin mengecil. Kata kunci : free surface, rolling period, stabilitas

4 ABSTRACT ARIESTIO DWI RAMADHAN, C Rolling Motion of a Round Bottom Ship (Scale Model) in Different Free Surfaces of a Liquid Cargo. Supervised by YOPI NOVITA and MOHAMMAD IMRON. Live fish carrier is a common termininology in a carrier or ship which is used to transport live fish from one place to another. The cargoes which mostly consists of water is classified as a liquid cargo. Based on its characteristic, a liquid cargo will always follow the shape of its containers and maintain its flat surface. As a result, position of the centre of gravity in the containers will change easily depending on their movements. Furthermore, it is known that a liquid cargo has free surface which may influences ship stability. Therefore, comparing to solid cargo, a liquid cargo has more negative effects on ship stability. The objectives of this research were, 1) to determine rolling performance parameter influenced by free surface, and 2) to determine the influence of free surface on rolling performance of a ship model. Experimental method was applied in this research by using a ship model. Observation was carried out in order to record the rolling performance of the model as an effect of some variations of fish hold condition and free surface. Based on the result, it can be concluded that the wide of free surface gives impact on ship motions, where the extending of free surface will be followed by the increasing of inclination angle, rolling period, and attenuation time. However, at the same time the frequency of rolling is getting smaller. Keywords: free surface, rolling period, stability

5 Hak Cipta Milik IPB tahun 2012 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB.

6 KERAGAAN OLENG KAPAL ROUND BOTTOM (SKALA MODEL) DENGAN LUAS FREE SURFACE MUATAN CAIR YANG BERBEDA ARIESTIO DWI RAMADHAN Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Pemanfatan Sumberdaya Perikanan PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN PERIKANAN TANGKAP DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

7 Judul penelitian : Keragaan Oleng Kapal Round Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda Nama NIM : Ariestio Dwi Ramadhan : C Program Studi : Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap Disetujui : Komisi Pembimbing, Ketua, Anggota, Dr. Yopi Novita, S.Pi, M.Si Dr. Ir. Mohammad Imron, M. Si NIP NIP Diketahui : Ketua Departemen, Dr.Ir. Budy Wiryawan, M.Sc. NIP Tanggal Ujian : 09 November 2012 Tanggal lulus :

8 PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga dapat menyelesaikan skripsi dengan baik dan sesuai rencana. Skripsi yang berjudul Keragaan Oleng Kapal Round Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar sarjana pada Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1) Dr. Yopi Novita, S.Pi, M.Si dan Dr. Ir. Mohammad Imron, M. Si selaku komisi pembimbing; 2) Vita Rumanti K, S.Pi, M T selaku komisi pendidikan Departemen PSP; 3) Fis Purwangka, SPi, MSi selaku penguji tamu; 4) Keluarga tercinta, Salmah (Nenek), Agus Budiono (Bapak), Sri Prijatmi (Ibu), Rininta dan Denny (Kakak), Saraswati (Adik), serta Rama dan Vj atas dukungan dan perhatian dalam bentuk moril material serta doanya selama ini; 5) Keluarga Lab. TLI (Pak Wazir, Eko Sulkhani), dan Keluarga Lab. TOBA (Pak Fis, Pak Deni, Pak Budi, Kak Kucing, Bang Bob, Kang Maman, dan Golo) yang selalu mendukung dan bantuan dalam menyediakan lapaknya sehingga penulis nyaman dalam menyelesaikan skripsinya; 6) Asmoro Crew (Uwox, Alfin, dan Bayu) serta penghuni gelapnya yang telah memberikan dukungan dan kenyamanan penulis dalam menyelesaikan skripsinya; 7) Semua civitas PSP, terutama PSP 45, PSP 46, dan PSP 47 yang selalu memberikan motivasi; 8) Serta pihak terkait yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca Bogor, Oktober 2012 Ariestio Dwi Ramadhan

9 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 18 April 1990 dari Bapak Agus Budiono dan Ibu Sri Prijatmi. Penulis adalah anak kedua dari tiga bersaudara. Penulis lulus dari SMA Negeri 46 Jakarta pada tahun 2008 dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam kegiatan organisasi. Penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan (Himafarin) sebagai anggota Departemen Kewirausahaan periode dan anggota Departemen Penelitian Pengembangan dan Keprofesian periode Tahun 2009, penulis memenangkan lomba kewirausahaan di Koperasi Mahasiswa (KOPMA). Selain itu, penulis juga berperan aktif dalam kegiatan belajar mengajar, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Tingkah Laku Ikan tahun ajaran 2010/2011, asisten mata kuliah Kapal Perikanan tahun ajaran 2011/2012 dan 2012/2013, serta mata kuliah Dinamika Kapal Perikanan tahun ajaran 2011/2012. Dalam rangka menyelesaikan tugas akhir, penulis melakukan penelitian dan menyusun skripsi dengan judul Keragaan Oleng Kapal Round Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda.

10 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Manfaat TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Stabilitas Free Surface Rolling Period METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Jenis Data Pengumpulan dan Pengolahan Data Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Umum Sudut Kemiringan Sudut kemiringan free surface Sudut kemiringan model kapal Rolling Period Frekuensi Rolling Waktu Redam ix

11 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

12 DAFTAR TABEL Halaman 1 Perlakuan dalam penelitian Data hasil uji coba rolling period Nilai rata-rata rolling period xi

13 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Posisi keseimbangan Pergerakan air dalam tangki di permukaan air Efek free surface terhadap stabilitas kapal Model kapal Model palka Air untuk muatan di dalam palka Pewarna merah air Lines plan kapal round bottom Penempatan model palka di dalam model kapal Penekanan sheer disalah satu sisi kapal Tahapan penelitian Langkah pembuatan profile permukaan air Penentuan sudut free surface Sudut kemiringan free surface Ilustrasi sudut kemiringan permukaan air terhadap dinding model palka Sudut kemiringan model kapal Sudut kemiringan model kapal dan model palka Rolling period model kapal pada perlakuan berbeda Frekuensi rolling model kapal Waktu redam gerak model kapal xii

14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Dokumentasi penelitian Uji statistik sudut kemiringan free surface A 1 vs A Uji statistik sudut kemiringan free surface A 1 vs A Uji statistik sudut kemiringan free surface A 1 vs A Uji statistik sudut kemiringan free surface A 2 vs A Uji statistik sudut kemiringan free surface A 2 vs A Uji statistik sudut kemiringan free surface A 3 vs A Uji statistik rolling period A 1 vs A Uji statistik rolling period A 1 vs A Uji statistik rolling period A 1 vs A Uji statistik rolling period A 2 vs A Uji statistik rolling period A 2 vs A Uji statistik rolling period A 3 vs A Uji statistik frekuensi rolling model kapal A 1 vs A Uji statistik frekuensi rolling model kapal A 1 vs A Uji statistik frekuensi rolling model kapal A 1 vs A Uji statistik frekuensi rolling model kapal A 2 vs A Uji statistik frekuensi rolling model kapal A 2 vs A Uji statistik frekuensi rolling model kapal A 3 vs A Uji statistik waktu redam model kapal A 1 vs A Uji statistik waktu redam model kapal A 1 vs A Uji statistik waktu redam model kapal A 1 vs A Uji statistik waktu redam model kapal A 2 vs A Uji statistik waktu redam model kapal A 2 vs A Uji statistik waktu redam model kapal A 3 vs A xiii

15 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kapal pengangkut ikan adalah kapal yang secara khusus dipergunakan untuk mengangkut ikan termasuk memuat, menampung, menyimpan, mendinginkan atau mengawetkan (Peraturan Pemerintah No.54 Tahun 2002/ Pasal 1). Kapal pengangkut ikan hidup merupakan salah satu dari kapal perikanan yang jenis muatan utamanya berupa cairan. Sesuai dengan sifat anomali air, yaitu zat cair akan selalu mengikuti wadahnya, sehingga titik berat benda akan bergeser. Hal itu dikarenakan muatan cair memiliki permukaan bebas (free surface). Menurut Lewis (1988), free surface adalah permukaan bebas yang biasanya terdapat pada benda berbentuk cair yang menyebabkan benda cair tersebut mudah berubah bentuk sesuai dengan media yang ditempatinya. Efek free surface sangat berpengaruh pada stabilitas kapal, khususnya kapal yang bermuatan utama cair. Pergeseran titik berat benda yang berubah-ubah itu menyebabkan kapal yang bermuatan cair kurang stabil dibandingkan kapal yang bermuatan padat. Pernyataan ini diperkuat dari hasil kajian yang dilakukan oleh Novita (2011) yang menunjukkan bahwa kualitas stabilitas kapal yang bermuatan cair mengalami penurunan nilai parameter stabilitas jika dibandingkan dengan kapal bermuatan padat. Salah satu nilai parameter yang mudah diamati untuk uji stabilitas kapal adalah rolling period kapal. Kapal yang memiliki free surface mempunyai nilai rolling period lebih lama dibadingkan kapal yang tidak memiliki free surface. Hal ini diperkuat dengan hasil penelitian Liliana (2012) yang menunjukkan bahwa nilai rolling period model kapal bermuatan padat lebih kecil daripada nilai rolling period model kapal bermuatan cair. Kondisi ini terjadi karena kapal yang dipengaruhi oleh free surface, pada saat oleng tertahan oleh efek sloshing dari massa air yang berpindah ke arah kemiringan kapal. Lee et al. (2005) mendefinisikan sloshing sebagai fenomena saat free surface membentur dinding palka ketika kapal oleng.

16 2 Kerugian dari efek free surface ini yang perlu dikurangi untuk meningkatkan stabilitas kapal bermuatan cair. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengkaji cara mengatasi efek free surface. Penelitian tersebut diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Novita et al. (2010). Dalam kajian tersebut diperoleh kesimpulan bahwa palka berbentuk kotak memiliki kemampuan yang lebih baik untuk mengurangi efek free surface jika dibandingkan dengan palka berbentuk silinder. Selain itu, Lee et al. (2005) mengatakan bahwa efek free surface dapat diminimalisir dengan memberi baffle pada tangki. Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh penyekatan palka bermuatan cair terhadap rolling period model kapal. Penyekatan akan berdampak pada pengurangan luas free surface pada palka. 1.2 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Menentukan parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi oleh luasan free surface; dan 2. Menentukan pengaruh luas free surface terhadap keragaan oleng model kapal. 1.3 Manfaat Manfaat dilaksanakannya penelitian ini adalah memberikan informasi kepada para pemilik, nakhoda, atau desainer kapal yang muatan utamanya berupa zat cair bahwa dengan mereduksi efek free surface pada muatan cair yang terdapat di atas kapal dapat meningkatkan kualitas stabilitas kapal.

17 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Stabilitas Nomura dan Yamazaki (1977) menjelaskan bahwa stabilitas merupakan kemampuan kapal untuk kembali ke posisi semula setelah miring akibat pengaruh gaya dari dalam maupun dari luar kapal. Selanjutnya, Fyson (1985) mendefinisikan stabilitas sebagai kemampuan kapal untuk kembali ke posisi semula setelah mengalami pergerakan sementara yang disebabkan oleh angin, gelombang, muatan di kapal, dan sebagainya. Stabilitas dipengaruhi oleh letak titik-titik utama dari gaya yang bekerja pada sebuah kapal. Titik-titik tersebut adalah (Taylor 1977) : 1) Titik B (center of buoyancy) merupakan titik khayal yang menjadi pusat seluruh gaya apung yang bekerja ke atas. 2) Titik G (center of gravity) merupakan titik khayal yang menjadi pusat seluruh gaya berat yang bekerja dengan arah vertikal. 3) Titik M (metacenter) merupakan titik khayal yang menjadi perpotongan dari garis khayal yang melalui titik B dan G saat kapal mengalami kemiringan akibat pengaruh gaya-gaya pada kapal. Keadaan yang stabil pada suatu kapal dapat dicapai dengan beberapa syarat. Hind (1982) menyebutkan bahwa syarat kondisi keseimbangan dapat dicapai apabila : 1) Titik B sama dengan titik W (gaya berat kapal). 2) Titik B dan titik G berada dalam satu garis vertikal. 3) Titik G di bawah titik M.

18 4 (1) Posisi keseimbangan (2) Keseimbangan stabil (3) Keseimbangan tidak stabil (4) Keseimbangan netral Keterangan : B : titik pusat apung GZ : lengan pengembali G : titik pusat gravitasi K : lunas M : titik metacenter WL : garis air w : gaya yang bekerja Sumber : Derret (1991) Gambar 1 Posisi keseimbangan Muatan dalam kapal terdiri dari dua macam yaitu muatan padat dan muatan cair. Perbedaan jenis muatan ini akan mempengaruhi stabilitas kapal. Muatan cair akan mudah berubah bentuk sedangkan muatan padat akan cenderung tetap. Mudahnya muatan cair untuk berubah bentuk sesuai dengan wadahnya akan mempengaruhi pergerakan kapal. Pergerakan zat cair dalam sebuah tangki yang sebagian penuh dapat mengurangi stabilitas kapal. Hal ini disebabkan karena saat kapal mengalami kemiringan, pusat gravitasi (titik G) dari zat cair tersebut bergerak menuju sisi yang lebih rendah untuk mengurangi lengan pembalik (Lewis 1988).

19 5 2.2 Free Surface Lewis (1988) menjelaskan bahwa free surface merupakan permukaan bebas yang biasanya terdapat pada benda berbentuk cair yang mengakibatkan benda cair tersebut mudah berubah bentuk sesuai dengan media yang ditempatinya. Efek free surface akan dirasakan terutama pada saat kapal melakukan gerakan rolling. Semakin kecil efek free surface yang timbul saat kapal melakukan gerakan rolling maka peluang kapal untuk menjadi terbalik semakin kecil. Adapun faktor-faktor yang dapat mempengaruhi besar kecilnya efek permukaan bebas antara lain adalah ketinggian muatan cair dalam tangki, sudut oleng dan periode rolling kapal. Selain itu, Lewis (1988) menyebutkan bahwa dua cairan yang berbeda juga dapat mempengaruhi efek free surface yang terjadi. Praktik yang biasa dilakukan dalam mengevaluasi efek permukaan bebas dalam tangki kapal adalah dengan mengasumsikan penempatan yang paling buruk dari suatu benda cair yang mungkin terjadi. Apabila tangki dalam keadaan kosong atau penuh maka tidak ada efek yang terjadi. Efek maksimum akan terjadi apabila tangki dalam keadaan setengah penuh (Lewis 1988). Selanjutnya, Hind (1982) menambahkan bahwa tidak ada perpindahan cairan yang terjadi apabila tangki dalam keadaan penuh sehingga hal tersebut dapat dianggap memiliki pengaruh yang sama seperti pada muatan padat dimana pusat gravitasi juga merupakan pusat volume benda. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya oleng, salah satunya dapat dilakukan dengan cara sebisa mugkin mengurangi permukaan cairan bebas yang ada. Sumber : Hind (1982) (a) Tangki pada umumnya (b) Tangki yag disekat pada bagian tengah dan muatan berbeda ketinggian Gambar 2 Pergerakan air dalam tangki di permukaan air

20 6 Ketika sebuah kapal memiliki tangki yang penuh didalamnya, maka isi tangki tidak akan bergeser. Pusat gravitasi tangki tidak berubah, sehingga tidak mempengaruhi stabilitas kapal. Ketika sebuah kapal memiliki tangki yang terisi sebagian, isi akan bergeser mengikuti gerakan kapal. Efek free surface ini yang menjadikan kapal mudah terbalik. Pusat gravitasi akan bergerak ke samping, membuat kapal kurang stabil. Dengan demikian, untuk menghindari efek free surface ini perlu adanya pengurangan jumlah tangki yang hanya terisi sebagian atau memaksimalkan muatan dalam tangki. Selain itu, membagi tangki menjadi dua bagian yang sama dengan menggunakan pembatas dapat sangat mengurangi efek free surface tersebut. (1) kapal bermuatan tangki penuh (2) Kapal bermuatan tangki terisi sebagian (3) Kapal bermuatan tangki bersekat yang terisi sebagian (4) kapal yang menggunakan tangki bersekat Sumber : Gambar 3 Efek free surface terhadap stabilitas kapal

21 7 2.3 Rolling Period Pergerakan kapal erat hubungannya dengan kenyamanan. Hind (1982) menyebutkan bahwa gerakan kapal yang terjadi di permukaan gelombang adalah rolling, pitching, yawing, heaving, surging dan swaying. Selanjutnya, Novita (2011) menambahkan bahwa keenam gerakan tersebut dapat terjadi dalam waktu yang bersamaan, namun gerakan rolling dan pitching merupakan gerakan yang mendominasi. Rolling merupakan gerakan anguler kapal yang memutar ke kiri dan ke kanan terhadap sumber longitudinal kapal sepanjang sumbu x (Bhattacharyya, 1978). Dalam pergerakannya, kapal memerlukan waktu untuk kembali ke posisi semula yang disebut dengan periode. Marjoni (2009) menjelaskan bahwa periode oleng (rolling period) adalah sejumlah waktu yang dibutuhkan kapal untuk kembali tegak setelah kapal menjadi miring. Nilai periode oleng sangat tergantung dari tinggi metacenter (GM) dan radius girasi dari kapal tersebut. Hind (1982) menyatakan bahwa nilai GM berbanding terbalik dengan nilai periode oleng pada lebar kapal yang tetap. Marjoni (2009) menjelaskan bahwa nilai periode oleng yang kecil mengakibatkan keolengan kapal semakin cepat sehingga tegangan menjadi besar dan olengan menjadi kaku (stiff) dan menyentak. Keolengan kapal yang cepat dapat diperlambat dengan memperkecil tinggi metacenter (GM). Hal ini dapat dilakukan dengan pengaturan distribusi muatan yang baik di atas kapal. Pengaturan muatan yang baik merupakan hal penting yang mempengaruhi stabilitas dan kenyamanan kerja di atas kapal.

22 3 METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2012 di Laboratorium Desain dan Dinamika Kapal, Bagian Kapal dan Transportasi Perikanan, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan dan Teaching Farm Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1) Model kapal round bottom berdimensi 60 cm x 14 cm x 9,5 cm. Model kapal dibuat dengan mengacu pada lines plan kapal round bottom yang diteliti oleh Saputra (2007). Lines plan tersebut disajikan pada Gambar 8; Gambar 4 Model kapal 2) Digital camera; 3) Alat tulis; 4) Busur derajat; 5) Timbangan; 6) Pendulum; 7) Stopwatch; dan 8) Personal Computer (Pentium Dual-Core CPU 32 bit).

23 9 9) Model palka; Gambar 5 Model palka Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1) Air (Gambar 6); dan 2) Pewarna berwarna merah (Gambar 7). Gambar 6 Air untuk muatan di dalam palka Gambar 7 Pewarna merah air

24 10 Sumber : Defa Saputra, 2007 Skala 1 : 1 Gambar 8 Lines plan kapal round bottom

25 Jenis Data Data yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data primer. Data primer yang dimaksud adalah data yang dikumpulkan langsung selama eksperimen dilakukan. Data tersebut terdiri dari : 1. Data nilai kemiringan sudut permukaan air di dalam model palka; 2. Nilai rolling period model kapal; 3. Nilai frekuensi model kapal; dan 4. Nilai waktu redam model kapal. Keempat data tersebut dikumpulkan dengan cara eksperimental dengan perlakuan sebagaimana disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Perlakuan dalam penelitian Perlakuan ke- Kode perlakuan Kondisi model palka Kondisi muatan cair di dalam sub-palka Luas free surface (cm 2 ) Volume muatan cair (cm 3 ) 1 A 1 Model palka utuh (Gambar 3a) 383, , 2 A 2 Model palka utuh dibagi dua secara longitudinal dengan menggunakan 1 unit baffle (Gambar 3b) 3 A 3 Model palka utuh dibagi empat secara longitudinal dengan 1 unit baffle dan melintang dengan 1 unit baffle (Gambar 3c) 4 A 4 Model palka utuh dibagi enam secara longitudinal dengan 1 unit baffle dan melintang dengan 2 unit baffle (Gambar 3d) 191, ,7 95,9 642,4 63,9 428,2 3.4 Pengumpulan dan Pengolahan Data Pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental. Eksperimental dilakukan terhadap model kapal round bottom yang dilengkapi dengan palka yang bersekat (baffle) maupun tidak bersekat sebagai perlakuan. Ruangan yang dihasilkan dari penyekatan model palka dengan baffle, untuk

26 12 selanjutnya disebut sub palka. Khusus untuk perlakuan A 1, volume model palka sama dengan volume sub palka. Hal ini dikarenakan model palka di bagian dalamnya tidak dibagi dengan baffle. Selama pengambilan data, model palka ditempatkan ke dalam model kapal. Selanjutnya, ke dalam model palka dimasukkan air yang telah diberi warna merah hingga ketinggian 6,7 cm dari dasar terendah model palka (Gambar 9). Gambar 9 Penempatan model palka di dalam model kapal Ketinggian air di setiap sub palka untuk setiap perlakuan adalah sama. Ketinggian air di dalam model palka yang diimplementasikan dalam eksperimen ini adalah mengacu pada kebiasaan yang umum dilakukan para transportir ikan hidup yang mengisi tangki air hingga ketinggian kurang lebih 80 % dari tinggi tangki. Selanjutnya, model kapal diberi perlakuan berupa penekanan di salah satu sisi sheer model kapal hingga model kapal miring (Gambar 10). Gambar 10 Penekanan sheer di salah satu sisi kapal

27 13 Kemudian tekanan pada salah satu sheer model kapal dilepaskan, dan model kapal akan melakukan gerakan rolling. Selama model kapal melakukan gerakan rolling, dilakukan pengambilan gambar dalam bentuk video dengan menggunakan alat bantu berupa digital camera. Tahapan eksperimen disajikan pada Gambar 11. Tiap perlakuan diulang sebanyak 10 kali ulangan. Pengolahan data dilakukan dengan mengubah file dalam format video menjadi format gambar dengan menggunakan software video movie maker 2.6. Pengalihan ke format gambar dimaksudkan untuk mendapatkan data profil permukaan air pada saat model kapal melakukan gerakan rolling. Adapun data rolling period diperoleh dengan menghitung lamanya waktu oleng model kapal mulai dari sisi kiri ke kanan hingga kembali ke sisi kiri atau sebaliknya. Data waktu redam diperoleh dengan menghitung lamanya waktu yang dibutuhkan oleh model kapal mulai saat terjadi rolling hingga model kapal relatif diam dan kembali tegak setelah terjadi gerakan rolling.

28 14 Mulai Membuat model kapal dan model palka Mempersiapkan kolam untuk pelaksanaan penelitian dengan dimensi luas kolam : 3x3 cm Volume muatan cair 80% dari volume model kapal dan telah diberi zat pewarna (berwarna merah) Mempersiapkan papan acuan yang telah diberikan garis saling tegak lurus dan meletakannya di salah satu sisi kolam (Lampiran 1) Pemuatan muatan cair ke dalam palka di model kapal Setiap pengujian digunakan camera digital untuk merekam olah gerak yang terjadi pada model kapal dan model palka Meletakkan model kapal tepat di depan garis silang tegak lurus yang terdapat pada papan acuan dan posisi peletakan model kapal di dalam kolam disajikan pada (Lampiran 1) Uji rolling period model dengan cara menekan salah satu sisi pada sheer model kapal (dibagian tengah model kapal) hingga sheer kapal hampir menyentuh permukaan air (Gambar 10) Keterangan : Tahapan penelitian Informasi tambahan Ulangan dilakukan sebanyak 10 kali untuk setiap model palka Analisis dan Pengolahan (profile permukaan air) data Selesai Gambar 11 Tahapan penelitian

29 Analisis Data Data yang diperoleh dalam bentuk video diolah dengan menggunakan software windows movie maker 2.6 untuk memperoleh waktu dan banyaknya jumlah rolling. Selanjutnya, video pengamatan free surface diolah menjadi grafik untuk dapat diukur sudut kemiringannya. Adapun video pengamatan permukaan muatan diubah menjadi gambar grafik untuk mendapatkan profile permukaan muatan. Langkah kerja untuk mendapatkan profile permukaan muatan disajikan pada Gambar 12 Mulai Klik Windows Movie Maker 2.6 Pindahkan video ke show storyboard Klik tools Pilih video effects Gunakan efek slow down,half Klik pause untuk memotong video sesuai oleng kapal Klik tools Pilih take picture from preview Selesai Keterangan : Langkah pembuatan Profile permukaan air Gambar 12 Langkah pembuatan profile permukaan air

30 16 Pengolahan data untuk mendapatkan profil rolling dilakukan dengan cara menghitung lamanya rolling period yang terjadi pada setiap gerakan rolling model kapal. Hasilnya kemudian dimasukkan ke dalam grafik dengan urutan gerakan oleng model kapal sebagai sumbu x dan lamanya rolling period sebagai sumbu y. Pengolahan data untuk mendapatkan profil permukaan air dilakukan dengan cara mengukur sudut yang dibentuk oleh permukaan air terhadap garis horizontal pada whiteboard. Pengukuran sudut tersebut dilakukan untuk setiap gambar perlakuan. Selanjutnya, sudut yang didapat dimasukkan ke dalam grafik di mana sumbu x merupakan oleng model kapal dan sumbu y sebagai besarnya sudut kemiringan yang terbentuk. Contoh pengukuran sudut kemiringan free surface pada gambar disajikan dalam Gambar 13. Gambar 13 Penentuan sudut free surface Hasil percobaan untuk selanjutnya ditabulasi dalam bentuk tabel sebagaimana tertera pada Tabel 2. Kemudian analisis data dilakukan dengan cara numericalcomparative dan rancangan acak lengkap (RAL), karena hanya menggunakan satu jenis muatan cair dengan beberapa perlakuan penyekatan dalam palka.

31 17 Tabel 2 Data hasil uji coba rolling period Ulangan ke- Perlakuan A 1 A 2 A 3 A Rataan Data hasil percobaan dapat dimodelkan dalam rumus berikut. Y ij = μ + P i + ε ij Keterangan : Y ij : nilai pengamatan total rolling pada free surface-i dengan ulangan ke-j; μ : nilai rataan rolling pada model kapal; P i : pengaruh luas free surface pada taraf ke-i; dan ε ij : pengaruh galat percobaan dari luas free surface ke-i dengan ulangan ke-j. Hipotesis yang digunakan dalam analisis data adala : 1. H 0 a. H 0 = μ A = μ B = μ C = μ D, maka luas free surface yang berbeda tidak berpengaruh terhadap gerakan rolling pada model kapal. 2. H 1 a. H 0 μ A μ B μ C μ D, maka luas free surface yang berbeda berpengaruh terhadap gerakan rolling pada model kapal.

32 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Umum Di awal eksperimen dilakukan penimbangan berat model kapal berikut model palka dan muatannya. Penimbangan berat ini dilakukan terhadap setiap perlakuan. Berdasarkan hasil penimbangan berat diketahui bahwa berat model kapal berikut model palka dan muatannya untuk keempat perlakuan A 1, A 2, A 3, dan A 4, memiliki berat yang sama yaitu sebesar gram. Selanjutnya pada saat ditempatkan di atas permukaan air, ketinggian draft model kapal untuk keempat perlakuan pun juga memiliki kesamaan, yaitu 5,5 cm. Selanjutnya pembahasan hasil penelitian akan dilakukan terhadap permukaan muatan cair saat model kapal tegak, profil rolling kapal, frekuensi, dan waktu redam. 4.2 Sudut Kemiringan Sudut kemiringan free surface (Ө fs ) Sudut kemiringan adalah sudut yang terbentuk dari dua garis yang saling berpotongan, sedangkan sudut kemiringan free surface adalah sudut yang terbentuk dari kemiringan permukaan muatan cair saat terjadi rolling terhadap permukaan muatan cair saat model kapal masih dalam posisi tegak. Pada Gambar 14 disajikan perubahan sudut kemiringan permukaan air yang terjadi selama terjadi gerakan rolling pada masing-masing perlakuan. 30 Sudut Kemiringan Oleng ke- A1 A2 A3 A4 Keterangan : A 1 : Model kapal dengan model palka tanpa sekat A 2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A 3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A 4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam Gambar 14 Sudut kemiringan free surface

33 19 Gambar 14 menunjukan bahwa selama model kapal melakukan gerakan rolling sampai kembali ke posisi tegak, sudut kemiringan free surface pada model palka semakin kecil. Fenomena ini terjadi baik pada perlakuan A 1, A 2, A 3, dan A 4. Perubahan besarnya sudut kemiringan yang terjadi pada masing-masing perlakuan tersebut dipengaruhi oleh gerakan rolling yang semakin kecil. Gambar 14 juga menunjukan bahwa selama terjadi gerakan rolling model kapal, perlakuan A 1 memiliki nilai sudut kemiringan permukaan air yang lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A 2, A 3, dan A 4. Pada perlakuan A 4, terjadi sebaliknya dimana sudut kemiringan permukaan airnya (θ) lebih kecil jika dibandingkan dengan sudut θ pada ketiga perlakuan lainnya, yaitu A 1, A 2, dan A 3. Besarnya sudut kemiringan permukaan air yang terjadi saat model kapal rolling mengindikasikan besarnya volume muatan cair yang dipindahkan ke sisi model kapal yang oleng. Semakin besar sudut permukaan air yang dibentuk saat model kapal oleng, maka luas dinding model palka yang akan terkena hempasan volume air yang dipindahkan akan semakin besar. Ilustrasi luas dinding model palka yang terkena hempasan volume air yang dpindahkan disajikan pada Gambar 15. c A d M θ Keterangan: e volume air yang menumbuk dinding model palka B M moment tumbukan terhadap dinding model palka Gambar 15 Ilustrasi sudut kemiringan permukaan air terhadap dinding model palka Gambar 15, garis AB adalah dinding model palka, garis ce adalah permukaan air saat model kapal dalam posisi tegak, garis cd adalah permukaan air saat model kapal oleng, dan garis de adalah tinggi dinding palka yang terkena hempasan volume air yang bergeser ke dinding model palka yang miring. Pada ilustrasi tersebut terlihat bahwa semakin besar sudut θ yang dibentuk oleh garis ce dan cd, maka panjang garis de akan semakin besar pula. Dikarenakan yang menghempas

34 20 adalah sejumlah volume air, maka dinding model palka yang terhempas pun adalah berupa luasan. Perbedaan besarnya sudut θ yang terjadi pada perlakuan A 1, A 2, A 3 dan A 4 disebabkan karena volume air yang tumpah atau menumbuk dinding model sub palka. Volume berbanding lurus dengan tinggi dan luas bidang. Dalam kasus pergerakan free surface di dalam sub model palka yang dikaji, ketinggian muatan cairnya adalah sama untuk di setiap perlakuan. Perbedaan terjadi pada luas free surface pada keempat perlakuan sebagaimana terlihat pada Tabel 1. Luas free surface pada model sub palka A 1, A 2, A 3, dan A 4 masing-masing adalah sebanyak 383,5; 191,8; 91,0; dan 63,7 cm 3. Disini terlihat bahwa free surface di dalam sub model palka pada perlakuan A 1 memiliki luas yang lebih besar. Adapun luas free surface untuk perlakuan A 2, A 3, dan A 4 masing-masing adalah setengah (1/2), seperempat (1/4) dan seperenam (1/6) dari luas free surface pada perlakuan A 1. Semakin besar luas free surface dari muatan cair, maka pada saat model kapal oleng, volume air yang bergeserpun lebih banyak. Berdasarkan hasil uji statistik terhadap sudut kemiringan free surface antar perlakuan A 1 vs A 2 nilai P-value sebesar 0,001 (Lampiran 2); A 1 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,001 (Lampiran 3); A 1 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,0005 (Lampiran 4); A 2 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 5); A 2 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,04 (Lampiran 6); dan A 3 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,04 (Lampiran 7); diketahui bahwa nilai P- value semua pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai sudut kemiringan free surface antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free surface mempengaruhi besar-kecilnya nilai sudut kemiringan free surface Sudut kemiringan model kapal (Ө m ) Sudut kemiringan model kapal adalah sudut yang terbentuk dari kemiringan model kapal saat terjadi gerak rolling terhadap posisi model kapal yang masih dalam keadaan tegak. Berikut disajikan perubahan sudut kemiringan model kapal yang terjadi selama terjadi selama model kapal melakukan gerakan rolling pada masing-masing perlakuan (Gambar 16).

35 Sudut Kemiringan Oleng ke- A1 A2 A3 A4 Keterangan : A 1 : Model kapal dengan model palka tanpa sekat A 2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A 3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A 4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam Gambar 16 Sudut kemiringan model kapal Gambar 16 menunjukan bahwa selama model kapal melakukan gerakan rolling sampai kembali ke posisi tegak, sudut kemiringan yang terjadi pada model kapal semakin kecil. Fenomena ini terjadi baik pada model kapal A 1, A 2, A 3, dan A 4. Perubahan besarnya sudut kemiringan model kapal berbanding lurus dengan perubahan besarnya sudut kemiringan permukaan air, dimana faktor yang mempengaruhinya adalah gerakan rolling yang semakin kecil. Gambar 16 juga menunjukan bahwa selama terjadi gerakan rolling model kapal, perlakuan A 1 memiliki nilai sudut kemiringan model kapal yang lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A 2, A 3, dan A 4. Pada perlakuan A 1, memiliki luas free surface yang lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A 2, A 3, dan A 4. Demikian pula perlakuan A 2 lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A 3 dan perlakuan A 3 lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A 4. Pada saat kapal mulai oleng, maka free surface yaitu permukaan atas yang berada dilapisan atas akan bergerak terlebih dahulu ke arah olengnya kapal. Barulah kemudian diikuti dengan lapisan air dibawahnya dan seterusnya. Semakin besar free surface, maka semakin besar pula volume air yang

36 22 dipindahkan sesaat kapal mulai oleng. Volume air yang menimpa ke satu dinding model palka akan berbanding lurus dengan tekanan yang diberikan pada dinding model palka yang ditimpakannya. Untuk selanjutnya, tekanan yang besar pada dinding model palka pada akhirnya dapat menahan gerakan oleng balik kapal. Bahkan apabila tekanan yang disebabkan oleh volume air yang menimpa dinding model palka sangat besar, maka keolengan kapal akan semakin bertambah besar. Fenomena inilah yang diperkirakan sebagai penyebab perlakuan A 1 menghasilkan sudut oleng kapal yang lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A 2, A 3, dan A 4. Tekanan pada dinding model palka, menurut Lee (2005), merupakan dampak dari sloshing. Perbandingan antara sudut kemiringan permukaan air dengan kemiringan model kapal, walaupun tidak berbeda secara signifikan akan tetapi menunjukan perbedaan diantaranya. Perbandingan antara kedua sudut tersebut disajikan pada Gambar 17. Pada Gambar 17 terlihat bahwa sudut kemiringan permukaan air lebih besar jika dibandingkan dengan sudut kemiringan model kapal. Perbedaan besarnya sudut pada kedua sudut tersebut (Ө fs dan Ө m ), semakin mengecil mulai dari perlakuan A 1, A 2, A 3, dan A 4.

37 A1-20 A A Keterangan : A 1 : Model kapal dengan model palka tanpa sekat A 2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A 3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A 4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam A4 Gambar 17 Sudut kemiringan model kapal dan model palka

38 Rolling Period Bhattacharyya (1978) mendefinisikan rolling sebagai gerakan anguler kapal ke kiri dan ke kanan sepanjang sumbu x. Adapun dalam pergerakan rolling tersebut, kapal memerlukan waktu untuk kembali ke posisi kemiringan awal yang disebut dengan periode rolling (rolling period). Pada Gambar 18 disajikan grafik profil rolling dari keempat perlakuan. Adapun nilai rolling period dari setiap perlakuan disajikan pada Tabel Rolling Periode Rolling ke- A1 A2 A3 A4 Keterangan : A 1 : Model kapal dengan model palka tanpa sekat A 2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A 3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A 4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam Gambar 18 Rolling period model kapal pada perlakuan berbeda Gambar 18, sumbu x menunjukkan jumlah gerakan oleng kapal mulai dari saat model kapal diolengkan hingga model kapal kembali relatif tegak. Adapun sumbu y menunjukkan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh model kapal dari posisi oleng yang satu ke posisi oleng lainnya. Di dalam gambar tersebut dapat dilihat pola gerakan rolling dari model kapal pada keempat perlakuan. Terlihat bahwa rolling period model kapal semakin mengecil seiiring dengan berjalannya waktu. Kondisi ini disebabkan karena moment pengembali kapal semakin bertambah besar jika dibandingkan dengan moment pembalik kapal. Pengurangan nilai rolling period model kapal untuk keempat perlakuan dapat pula

39 25 dilihat pada Tabel 3. Jika dibandingkan antar besar rolling period pada keempat perlakuan, terlihat bahwa model kapal dengan perlakuan A 1 memiliki nilai rolling period yang lebih besar daripada perlakuan A 2, A 3, dan A 4. Rolling period terkecil terjadi pada perlakuan A 4. Jika dikaitkan dengan sudut oleng yang terbentuk, sebagaimana telah dipaparkan sebelumnya, diketahui bahwa sudut oleng terbesar terjadi pada perlakuan A 1, dan semakin mengecil berturut-turut pada perlakuan A 2, A 3, dan A 4. Dijelaskan sebelumnya bahwa semakin besar sudut oleng, maka akan semakin luas dinding model palka yang akan terkena hempasan volume air yang bergeser akibat gerakan rolling kapal. Kondisi ini mengakibatkan moment tumbukan antara volume air dengan dinding model palka akan semakin besar. Fenomena inilah yang diduga sebagai penyebab besarkecilnya rolling period yang terjadi pada keempat perlakuan. Fenomena ini dapat disebut sebagai efek sloshing. Novita (2010) menjelaskan bahwa kapal yang memiliki free surface akan mempunyai nilai rolling period lebih lama dibadingkan kapal yang tidak memiliki free surface. Kondisi ini terjadi karena kapal yang memiliki free surface, pada saat free surface membentur sebuah benda, maka akan timbulah sloshing. Lee et al. (2005) mendefinisikan sloshing sebagai fenomena saat free surface membentur dinding palka ketika kapal oleng. Semakin besar volume air yang menumbuk dinding model kapal, maka akan semakin besar sloshing yang terjadi. Kondisi inilah yang mengakibatkan model kapal dengan luas free surface lebih kecil, yaitu A 4, menghasilkan efek free surface yang lebih kecil.

40 26 Tabel 3 Nilai rata-rata rolling period Perlakuan (detik) Rolling ke- A 1 A 2 A 3 A 4 1 0,74 0,66 0,64 0,63 2 0,70 0,60 0,53 0,51 3 0,60 0,54 0,44 0,38 4 0,57 0,44 0,36 0,33 5 0,52 0,39 0,32 0,25 6 0,40 0,32 0,24 0,11 7 0,35 0,22 0,11-8 0,26 0, , Rataan pengurangan 0,08 0,08 0,09 0,10 Terlihat pada Tabel 3, bahwa mulai saat model kapal diolengkan hingga model kapal kembali tegak ke posisi semula, mengalami pengurangan besaran rolling period. Ditinjau dari nilai rata-rata pengurangan rolling period dari keempat perlakuan, terlihat bahwa perlakuan A 4, yaitu model palka dibagi menjadi 6 sub model palka oleh 3 unit baffle, mengalami pengurang nilai rolling period yang lebih besar jika dibandingkan dengan ketiga perlakuan lainnya. Terlihat pula bahwa nilai rolling period antar perlakuan pada setiap gerakan oleng memiliki perbedaan. Diurutkan dari penghasil nilai rolling period terbesar hingga terkecil, diperoleh urutan perlakuan sebagai berikut: A 1 < A 2 < A 3 < A 4. Berdasarkan hasil uji statistik terhadap nilai rolling period antar perlakuan A 1 vs A 2 nilai P-value sebesar 0,0002 (Lampiran 8); A 1 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,0002 (Lampiran 9); A 1 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,0002 (Lampiran 10); A 2 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 11); A 2 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,008 (Lampiran 12); dan A 3 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,04 (Lampiran 13); diketahui bahwa nilai P-value semua pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai rolling period antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free surface mempengaruhi besar-kecilnya nilai rolling period. Dimana dalam kajian ini, besar-kecilnya luas free surface disebabkan karena adanya penyekatan model palka oleh baffle. Lee et.al (2005)

41 27 menyatakan bahwa kecilnya nilai rolling period sebuah kapal menunjukkan performance kapal terhadap gelombang yang lebih baik. 4.4 Frekuensi Rolling Frekuensi rolling menurut Bhattacharyya (1978) adalah banyaknya gerakan oleng kapal dalam satu satuan waktu. Gambar 19 disajikan perbandingan frekuensi rolling yang terjadi pada setiap model kapal pada keempat perlakuan Frekuensi Perlakuan A1 A2 A3 A4 Keterangan : A 1 : Model kapal dengan model palka tanpa sekat A 2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A 3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A 4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam Gambar 19 Frekuensi rolling model kapal Gambar 19 menunjukan bahwa frekuensi rolling yang terjadi pada perlakuan A 1 sampai dengan A 4 semakin besar. Fenomena ini terjadi karena perlakuan A 1 memiliki nilai rolling period yang paling besar jika dibandingkan dengan perlakuan A 2, A 3, dan A 4 sesuai dengan pernyataan pada pembahasan sebelumnya. Hal ini sesuai dengan hubungan periode dengan frekuensi di mana ketika makin lama periode yang dibutuhkan maka makin sedikit frekuensinya (f = 1 T ).

42 28 Sebagaimana dijelaskan sebelumnya, rolling period menurut Bhattacharyya (1978) adalah waktu yang dibutuhkan kapal untuk kembali ke posisi kemiringan awal. Semakin besar nilai rolling period, maka akan semakin lama waktu yang dibutuhkan oleh kapal kembali ke kemiringan awal. Oleh karena itu, pada perlakuan A 1 yang memiliki rolling period yang lebih besar memiliki waktu rolling yang lebih lama. Sehingga model kapal pada perlakuan A 4 akan menghasilkan jumlah rolling yang lebih sedikit hingga model kapal tersebut kembali relatif diam dan kembali tegak setelah diolengkan. Berdasarkan data yang diperoleh, rata-rata nilai frekuensi rolling model kapal pada perlakuan A 1, A 2, A 3, dan A 4 masing-masing sebesar 2,10; 2,43; 2,67; dan 2,87. Perbedaan antara frekuensi rolling pada perlakuan A 1, A 2, A 3, dan A 4 adalah sebesar 0,33 antara A 1 -A 2, 0,24 antara A 2 -A 3, 0,2 antara A 3 -A 4, 0,57 antara A 1 -A 3, 0,77 antara A 1 -A 4, 0,44 antara A 2 -A 4. Berdasarkan hasil uji statistik terhadap nilai frekuensi antar perlakuan A 1 vs A 2 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 14); A 1 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,001 (Lampiran 15); A 1 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,04 (Lampiran 16); A 2 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 17); A 2 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 18); dan A 3 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,001 (Lampiran 19); diketahui bahwa nilai P-value dari masing-masing pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai frekuensi antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free surface mempengaruhi besar-kecilnya frekuensi yang dihasilkan. 4.5 Waktu Redam Novita et al. (2010) mendefinisikan waktu redam sebagai lamanya waktu yang diperlukan sebuah model kapal untuk melakukan olah gerak dari awal pergerakan sampai model kapal berhenti atau tidak bergerak lagi. Gambar 20 disajikan perbandingan waktu redam yang terjadi pada setiap model kapal pada keempat perlakuan.

43 29 Waktu Redam Perlakuan A1 A2 A3 A4 Keterangan : A 1 : Model kapal dengan model palka tanpa sekat A 2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A 3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A 4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam Gambar 20 Waktu redam gerak model kapal Gambar 20 menunjukan bahwa model kapal dengan perlakuan A 1 memiliki waktu redam yang paling besar yaitu rata-rata 4,101 detik. Adapun untuk model kapal dengan perlakuan A 2, nilai waktu redam rata-rata mencapai 2,86 detik, model kapal dengan perlakuan A 3 memiliki waktu redam sebesar 2,46 detik, dan untuk model kapal A 4 memiliki waktu redam yang terkecil yaitu sebesar 2,14 detik. Terlihat bahwa model kapal dengan perlakuan A 1 memiliki nilai waktu redam yang lebih besar. Jika mengacu pada definisi waktu redam, maka dapat dikatakan bahwa model kapal dengan perlakuan A 4 memiliki waktu redam ratarata yang lebih kecil. Hal ini menunjukkan bahwa stabilitas model kapal lebih baik pada perlakuan A 4 jika dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Kondisi ini ditunjukkan dari lebih cepatnya model kapal dengan perlakuan A 4 kembali tegak ke posisi semula setelah diolengkan. Dapat dikatakan pula bahwa efek free surface pada model kapal dengan perlakuan A 4 sangat kecil terhadap waktu redam yang ditimbulkannya. Berdasarkan hasil uji statistik terhadap nilai waktu redam antar perlakuan A 1 vs A 2 nilai P-value sebesar 0,0006 (Lampiran 20); A 1 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,001 (Lampiran 21); A 1 vs A 4 nilai P-value sebesar

44 30 0,0002 (Lampiran 22); A 2 vs A 3 nilai P-value sebesar 0,03 (Lampiran 23); A 2 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,05 (Lampiran 24); dan A 3 vs A 4 nilai P-value sebesar 0,0008 (Lampiran 25); diketahui bahwa nilai P-value dari semua pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai waktu redam antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free surface mempengaruhi besar-kecilnya waktu redam yang dihasilkan. Berdasarkan hasil kajian secara keseluruhan, menunjukkan bahwa efek free surface yang ditimbulkan oleh free surface yang terdapat pada muatan cair, dapat dieliminir dengan mengurangi luas free surface. Pengurangan luas free surface dapat dilakukan dengan menyekat palka menjadi ruang-ruang yang lebih kecil lagi dengan menggunakan baffle (sekat). Semakin kecil luas free surface yang dimiliki oleh muatan cair, maka akan semakin kecil pula efek free surface yang akan dihasilkan.

45 31

46 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian, maka kesimpulan yang diperoleh adalah: 1. Parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi oleh luasan free surface adalah sudut kemiringan, rolling period, waktu redam, dan frekuensi rolling. 2. Luas free surface memberikan pengaruh terhadap keragaan oleng kapal, dimana semakin luas free surface maka nilai sudut kemiringan, nilai rolling period, dan nilai waktu redam semakin besar, sedangkan untuk nilai frekuensinya semakin mengecil 5.2 Saran Beberapa saran yang dapat diajukan diantaranya adalah: 1. Hindari pengaruh faktor eksternal pada saat melakukan pengujian terhadap olah gerak kapal statis. 2. Perlu dilakukan penelitian lanjut mengenai pengaruh luas free surface terhadap olah gerak kapal lainnya.

47 DAFTAR PUSTAKA Bhattacharyya R Dynamics of Marine Vehicles. John Wiley & Sons, Inc. New York. Fyson J Design of Small Fishing Vessel. England: Fishing News Book Ltd. Hind J A Stability and Trim of Fishing Vessels. Second edition. Fishing News Books Ltd. Farnham, England. Lee S K, Surenndran S and Lee G Roll Performance of Small Fishing Vessel with Live Fish Tank. Ocean Engineering 32 (2005): Lewis E V Principles of Naval Architecture. Second Revision, Volume I Stability and Strength. Jersey City, New York: The Society of Naval Architects and Marine Engineers. Liliana N, Novita Y dan Purwangka F Jenis Muatan dan Pengaruhnya terhadap Rolling Period Model Kapal. Buletin Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan Vol. XX No. 3 hal Marjoni Stabilitas Statis dan Dinamis Kapal Purse Seine di Pelabuhan Perikanan Pantai Lampulo Kota Banda Aceh Naggroe Aceh Darussalam [Tesis]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Nomura M. and Yamazaki T Fishing Techniques I. Tokyo: Japan International Cooperation Agency. Novita Y, Iskandar BH, Murdiyanto B, Wiryawan B dan Hariyanto Keragaan Free Surface pada Model Palka Berbentuk Kotak dan Silinder. Jurnal Marine Fisheries: Jurnal Teknologi dan Manajemen Perikanan Laut. Vol. I No. 2 Edisi November Novita Y Desain Palka Kapal Pegangkut Ikan Ditinjau dari Aspek Ketahanan Hidup dan Mitigasi Risiko [Disertasi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Instutut Pertanian Bogor. Novita Y Pengaruh Free Surface terhadap Stabilitas Statis Kapal Pengangkut Ikan Hidup. Buletin Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan. Vol. XIX No. 2 Edisi Juli Saputra D Kajian Ukuran dan Posisi Pemasangan Bilge Keel Pada Kasko Model Kapal Bentuk Round Bottom Terhadap Tahanan Gerak [Skripsi]. Bogor: Program Studi Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Taylor LG The Principels and Practices of Stability. Glasgow: Brow & Son Publisher Ltd., Nautical Publisher.

48 LAMPIRAN

49 34 Lampiran 1 Dokumentasi penelitian Kolam percobaan Pemasangan whiteboard di kolam Penempatan muatan ke dalam model Penempatan model kapal Menggerakkan model kapal Pergerakan muatan cair