Perencanaan Skipper Barge Self Propeller sebagai Support Pengerukan Sampah di Sungai Kalimas Surabaya

Transkripsi

1 1 Perencanaan Skipper Barge Self Propeller sebagai Support Pengerukan Sampah di Sungai Kalimas Surabaya Angga Eka Ardhista Pambudhi, Edi Jatmiko, ST. MT. Dan Ir. Tony Bambang Musriyadi. PGD. Jurusan Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember ( ITS ) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Indonesia Angga.Eka.Ardhista@gmail.com Abstrak - Salah satu masalah yang disebabkan sungai Kalimas di Kota Surabaya adalah menumpuknya sampah, keberadaan sampah ini dapat mengganggu keindahan dan tingkat produtifitas warga Surabaya. Menurut Jasa Tirta I selaku pengelola sungai kalimas Surabaya mengatakan, asal dari sampah 70% merupakan sampah kiriman dari luar Surabaya. Solusi yang tepat untuk mengeruk sampah permukaan. Desain Skipper Barge ini membantu dalam pengerukan sampah. Dengan metode Maxsurf Pro akan ditemukan nilai Hidrostatik dari kapal ini, untuk daya Main engine akan digunakan software Hull Speed, dan sebagai running stabilitas akan digunakan Hydromax. Untuk nilai perencanaan displacement di Maxsurf Pro tidak sama dengan nilai pada Hydromax, hal ini dikarenakan perbedaan perhitungan LWT kapal. Pada kondisi Full Load, kapal miring kekiri sebesar 0,2 derajat, sedangkan pada 50% bahan bakar kapal miring kekiri 0,4 derajat dan kedepan ( trim haluan ) 2 derajat. Kata Kunci - Kalimas Surabaya, Skipper Barge, Maxsurf Pro 11.12, Hull Speed, Hydromax I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Surabaya merupakan salah satu kota besar di Indonesia, ada ratusan ribu jumlah penduduk yang mendiami ibu kota jawa timur ini. Salah satu yang menjadi daya tarik dari kota Surabaya adalah adanya sungai besar yang membagi kota ini menjadi beberapa wilayah, sungai itu adalah sungai Kalimas. Tetapi ada dampak buruk yang diakibatkan oleh adanya sungai tersebut, salah satunya adalah masalah sampah. Sampah merupakan salah satu penyebab tidak seimbangnya lingkungan hidup, yang umumnya terdiri dari komposisi sisa makanan, daun daun, plastik, kain bekas, karet dan lain lain. Bila dibuang dengan cara ditumpuk saja maka akan menimbulkan bau dan gas yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Bila dibakar akan menimbulkan pengotoran udara. Selain itu tradisi membuang sampah disungai dapat mengakibatkan pendangkalan yang demikian cepat, banjir juga mencemari sumber air permukaan karena pembusukan sampah tersebut. Jadi pada kenyataannya, sampah telah mencemari tanah, badan air dan udara dalam kota. Berdasarkan asalnya sampah digolongkan dalam dua bagian yakni sampah organik ( sampah basah ) dan sampah an-organik ( sampah kering ). 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian dari latar belakang diatas, dapat dirumuskan permasalahan dari tugas akhir ini, yaitu sebagai berikut : a) Bagaimanakah Design Skipper Barge yang dapat berintegrasi langsung dengan truk sampah Dinas pekerjaan Umum Surabaya dan sesuai dengan proses bongkar muat truck dan keadaan sungai Kalimas Surabaya? b) Berapakah kapasitas muatan di garbage box yang sesuai dari Design Skipper Barge, apabila dilihat dari kapasitas truk pemuat sampah yang telah dimiliki Dinas Pekerjaan Umum Surabaya saat ini? c) Berapakah Daya Sistem Penggerak ( Main Engine ) dari Skipper Barge apabila dilihat dari kapasitas, perencanaan kecepatan dan kondisi Kalimas Surabaya? d) Bagaimanakah tingkat dari stabilitas Skipper barge pada Full Load dan Muatan Kosong? 1.3 Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari Tugas Akhir Perencanaan ini adalah: a) Mengetahui bentuk dari lambung dan Daya Penggerkan Utaman yang sesuai dengan kondisi lingkungan setempat. b) Menentukan kapasitas yang tepat apabila dilihat dari kapasitas truck pengangkut sampah yang telah dimiliki oleh dinas Pekerjaan Umum Surabaya. c) Mengetahui Desain dari Skipper Barge yang dapat berintegrasi langsung dengan truk Dinas Pekerjaan Umum Surabaya. d) Dapat mengetahui stabilitas yang dihasilkan apabila dengan adanya beba full load dan muatan kosong. 1.4 Batasan Masalah Untuk membatasi agar pembahan pada Perencanaan ini tidak melebar dan meluas, maka batasan masalah pada studi kasus ini adalah : a) Perencanaan design Skipper Barge ini dikhususkan untuk wilayah Sungai Kalimas Surabaya. b) Menghitung kapasitas muatan yang mampu ditampung oleh Skipper Barge tersebut menurut kapasitas dari truk Dinas Pekerjaan Umum Surabaya. c) Tidak melakukan perencanaan alat bongkar muat yang ada pada truck sebagai pengangkut sampah. d) Pada tugas akhir ini hanya merencanakan bentuk lambung, tempat penampung sampah dan sistem penggerak yang ada pada Skipper Barge dan tidak

2 2 merencanakan system Steering maupun Sistem kelistrikan yang ada pada kapal Skipper barge. 2.1 Sungai Kalimas Surabaya II. TINJAUAN PUSTAKA Kali Mas ( Sungai Mas ), adalah pecahan sungai Brantas yang berhulu di Kota Mojokerto, mengalir ke arah timur laut dan bermuara di Surabaya, menuju Selat Madura. Di beberapa tempat Kali Mas menjadi batas alam Kabupaten Sidoarjo dengan Kabupaten Gresik. Muara Kali Mas merupakan pelabuhan tradisional Surabaya, yang telah digunakan sejak berabad-abad yang lalu. Pada masa lalu ia menjadi pintu gerbang menuju Ibukota Kerajaan Majapahit ( di Trowulan ), dan di sekitar sungai ini pernah terjadi pertempuran antara Raden Wijaya (pendiri Majapahit) melawan pasukan Tartar (di bawah dinasti Mongol) pada abad ke Definisi Barge ( Tongkang ) Tongkang atau Ponton adalah suatu jenis kapal yang dengan lambung datar atau suatu kotak besar yang mengapung, digunakan untuk mengangkut barang dan ditarik dengan kapal tunda atau digunakan untuk mengakomodasi pasang-surut seperti pada dermaga apung. Ponton digunakan juga untuk mengangkut mobil menyeberangi sungai, didaerah yang belum memiliki jembatan. Sangat banyak digunakan pada tahun 1960an hingga 1980an di jalur lintas Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Papua. Sekarang sebagian besar sudah digantikan dengan jembatan. Untuk keperluan wisata, ponton juga masih digunakan. Untuk meningkatkan kestabilan kapal biasanya digunakan dua ponton yang digabungkan secara paralel. tonkang sendiri tidak memiliki sistem pendorong ( propulsi ) seperti kapal pada umumnya. Pembuatan kapal tongkang juga berbeda karena hanya konstruksi saja, tanpa sistem seperti kapal pada umumnya. Tongkang sendiri umum digunakan untuk mengangkut muatan dalam jumlah besar seperti kayu, batubara, pasir dan lain-lain. Di Indonesia tongkang banyak diproduksi di daerah Batam ( Kepulauan Riau ) yang merupakan salah satu basis produksi perkapalan di indonesia. 2.3 Stabilitas Kapal Stabilitas adalah keseimbangan dari kapal, merupakan sifat atau kecenderungan dari sebuah kapal untuk kembali kepada kedudukan semula setelah mendapat senget ( kemiringan ) yang disebabkan oleh gaya-gaya dari luar ( Rubianto, 1996 ). Sama dengan pendapat Wakidjo ( 1972 ), bahwa stabilitas merupakan kemampuan sebuah kapal untuk menegak kembali sewaktu kapal oleng maupun miring oleh karena kapal mendapatkan pengaruh luar, misalnya angin, ombak dan sebagainya. Secara umum hal-hal yang mempengaruhi keseimbangan kapal dapat dikelompokkan kedalam dua kelompok besar yaitu : a) Faktor internal yaitu tata letak barang/cargo, bentuk ukuran kapal, kebocoran karena kandas atau tubrukan b) Faktor eksternal yaitu berupa angin, ombak, arus dan badai 2.4 Maxsurf Pro Maxsurf.Pro adalah program yang digunakan oleh Marine Engineer untuk membuat model ( Lines Plan ). Pembuatan Lines Plan ini merupakan kunci utama suksesnya perancangan desain sebelum model dilakukan analisa hidrodinamika, kekuatan struktur dan pendetailan lebih lanjut. Seringkali pembuatan model dan analisa ini selalu berubah karena ketidak sesuaian antara desain dan analisanya, sehingga proses desain dapat digambarkan sebagai desain spiral yang saling menyempurnakan. III. METODOLOGI 3.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah Awal tahapan dalam perngerjaan skripsi ini adalah dengan mengidentifikasi permasalahan yang ada. Perlu juga perumusan masalah yang nantinya akan diselesaikan selama pengerjaan skripsi ini. Selain itu, juga terdapat batasan masalah. Hal ini dimaksudkan agar topik bahasan lebih mendetail dan tidak terlalu meluas. Juga akan memudahkan penulis dalam melakukan analisa masalah. 3.2 Studi literature Studi literatur dilakukan dengan cara mengumpulkan berbagai referensi guna menunjang penulisan skripsi ini. Referensi yang diperlukan mengenai Sistem Skipper Barge dapat dicari melalui berbagai media, antara lain: Buku Jurnal Artikel Paper Tugas akhir Internet Untuk pencarian berbagai referensi dan literatur dilakukan di beberapa tempat, antara lain : Perpustakaan Pusat ITS Ruang Baca FTK Laboratorium komputer dan 3D models Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK Berbagai referensi dan literatur guna mendukung dalam pengerjaan skripsi ini. Utamanya berkaitan dengan data mngenai Skipper Barge dan Water Winch berbagai literatur yang saling mendukung. 3.3 Pengumpulan Data Mengamati dan mencari data yang diperlukan dengan cara turun langsung ke lapangan dengan mengamati lingkungan sungai kalimas dan melakukan wawancara ke pihak yang berwenang untuk menangani Sungai Kalimas dan Waduk waduk yang ada di sekitar jawa timur khusunya, pihak tersebut adalah Dinas Pekerjaan Umum Surabaya dan PT. Jasa Tirta I di wilayah Jawa timur. 3.4 Proses Data Data ini digunakan selama proses pencarian solusi, selain data masukan ada beberapa data yang juga digunakan dalam proses pencarian solusi. Data data tersebut dapat berupa data yang nilainya telah ditentukan sehingga tidak dapat diubah ubah maupun data yang diperoleh dari suatu proses atau fungsi dari pemograman software. 3.5 Alur Pengerjaan Tugas Akhir Tahapan ini difungsikan untuk mengetahui alur proses pengerjaan dari skripsi, ada beberapa tahapan

3 TOHATSU 3 yang akan dilakukan. Untuk lebih jelasnya bias dilihat pada flow chart dibawah ini : Mulai Buku Jurnal Artikel Paper Skripsi Internet Identifikasi dan perumusan masalah Studi literatur Pengumpulan data Kondisi lapangan Material Komponen pelengkap pada loading dan unloading Gambar 4.1 Peta daerah operasional Penyesuaian desain Analisa daya engine Saran selesai Analisa stablitas IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Penentuan Daerah Operasional Perencanaan daerah operasional merupakan aspek yang sangat penting dalam desaign sebuah kapal, karena hal tersebut merupakan salah satu aspek dalam perhitungan tahanan, yang meliputi tahanan yang dikarenanakan gelombang. Pada perencanaan Skipper Barge ini daerah operasional bisa dilakukan di tepi laut, danau dan sungai tetapi untuk perhitungannya yang maksimal berada pada perhitungan tahanan pada saat operasional di tepi laut. Perencanaan awal daerah operasional Skipper Barge ini berada di sungai Kalimas daerah Gunungsari Surabaya, lebih tepatnya di lajur sungai Kalimas yang menuju ke titik percabangan antara sungai Kalimas, sungai Porong dan pusat utama yaitu sungai Brantas. Dibawah ini adalah perencanaan daerah operasional Skipper Barge : Gambar 4.2 kondisi daerah operasional 4.2 Proses Desain Skipper Barge Efektifitas merupakan salah satu aspek yang kursial, sinkornasi antara desaign dengan tempat yang tepat untuk melakukan pekerjaan skipper barge ini. Pada perencanaan sebelumnya telah ditentukan, yaitu pada daerah sungai, waduk, danau yang mempunyai lebar tidak kurang dari 15 meter dan mempunyai kedalaman 3 meter, maka operasional skipper barge ini akan maksimal. Desain 2D dengan menggunakan Software AutoCad merupakan tahapan awal dalam melakukan perencanaan, input data yang digunakan adalah besarnya sarat kapal ( T ), lebar kapal ( B ) dan panjang kapal ( L ). Dengan lebih dahulu melihat dari daerah operasional skipper barge tersebut. Untuk perencanaan daerah operasional skipper barge digunakan pada danau, sungai atau bendungan yang mempunyai masalah dengan sampah dengan kedalaman minimal 2 meter dan lebar 15 meter. GARBAGE BOX 4 ton F.O Tank 0,8 m 3 Ballast Tank 1,5 m 3 DRAIN TANK 0 FS: mm

4 4 Gambar 4.3 desain skipper barge Deteksi Errror awal merupakan salah satu dari tujuan dari desain 3D ini, sebagai contoh adalah peletakan dari garbage box yang merupakan ruang muat dari skipper barge ini, peletakan yang tepat akan mempengaruhi dari tingkat stabilitas maupun runag yang ada. Gambar 4.4 desain 3D skipper barge Gambar 4.4 desain render skipper barge 4.3 Analisa Skipper Barge Sinkornisasi antara desain dan tempat wilayah kerja kapal skipper barge apabila sudah memenuhi syarat kriteria maka langkah selanjutnya adalah melakukan analisa dari kapal skipper barge tersebut. Analisa ini meliputi maxsufr pro, hull speed dan analisa stabilitas dengan menggunakan hydromax. Untuk analisa dengan menggunakan maxsurf pro inputan data yang digunakan adalah desain render dari software rhynoceros, output yang akan diperoleh dengan analisa maxsurf ini adalah berat Displcement ( Δ ) luas daerah basah ( Wsa ), letak Center of Bouyancy ( LCB ) dan koefisien koefien yang lain. Gambar 4.5 hasil hydrostatic calculation Perencanaan awal kapal skipper barge ini menggunakan kecepatan sebesar 5 knot, hal tersebut terkait dengan daerah operasinal yaitu pada daerah aliran sungai, danau, dan kanal yang mempunyai minimal kedalaman 2 3 meter. Pada metode holtrop di software hull speed ini menggunakan efisiensi mesin dengan nilai sebsar 65%, nilai effisiensi tersebut dimaksudkan untuk memberikan ruang cadangan kepada main engine dalam mengatasi losses losses yang terjadi pada saat kapal beroperasi. Pada saat melakukan running software hull speed di dalam program maxsurf pro ini adalah grafik perbandingan antara tahanan ( resistance ) kapal dengan satuan kn dengan kecepatan ( speed ) kapal dengan satuan Knot. Pada grafik tersebut menerangkan bahwa semakin besar kecepatan kapal yang digunakan pada saat melakukan operasional maka semakin besar pula tahanan yang akan timbul, grafik antara kecepatan kapal dengan tahanan yang timbul akibat kecepatan adalah berdanding lurus. Grafik 4.1 Perbandingan power dengan kecepatan

5 5 Grafik 4.2 perbandingan tahanan dengan kecepatan Dapat ditarik hipotesa bahwa dengan kecepatan operasional sebesar 2,2 knot dan froud number 0,162, gelombang yang dihasilkan tidak mengganggu kapal skipper barge pada saat melakukan operasional, hal ini terlihat tidak adanya gelombang tinggi yang melebihi ketinggian geladak yang dapat mengakibatkan air gelombang akan masuk kedalam geladak maupun di ruang muat. Apabila terjadi keadaan darurat dan terjadi masuknya air ke geladak dan ruang muat, maka pada system skipper barge ini menggunakan system ballast dan system draining tank. Gambar 4.5 Timbulnya gelombang Program software Hydromax bertujuan untuk melihat stabilitas kapal dengan input data berupa komponen komponen pelengkap kapal, diantaranya: kapasitas muatan, kapasitas bahan bakar yag akan digunakan, volume ballast, berat konstruksi kapal dengan muatan kosong dan berat komponen pendukung operasional kapal. Untuk mendapatkan hasil stabilitas kapal maka akan dilakukan dua percobaan, percobaan pertama yaitu dengan full load yang berupa 100% muatan, volume ballast dan kapasitas bahan bakar. Metode yang kedua adalah dengan volume ballast kosong, kapasitas bahan bakar 50% dan volume ruang muat kosong tetapi hanya dengan kontruksi box garbage saja. Gambar 4.6 input running stabilitas full load 1 Draft Amid ship. m 1,022 meter 2 Displacement. ton 12,63 ton 3 Heel to Starboard. degress 0,2 4 Draft at FP. m 1,026 meter 5 Draft at Ap. m 1,018 meter 6 Draft at LCF. m 1,022 meter 7 Trim ( +ve by stern ). m -0,008 meter 8 WL length. m 6,395 meter 9 WL. Beam. m 2,5 meter 10 Wetted area. m 2 23,523 m 2 11 Waterplane area. m 2 15,574 m 2 12 Prismatic Coeff. 0, Block Coeff. 0, Midship Area Coeff. 0, Waterplane area Coeff. 0, LCB from Amidsh ( +ve fwd ) 0,176 meter 17 LCF from Amidsh ( +ve fwd ) 0,005 meter Table 4.1 Output running full load Proses running stabilitas ini menggunakan 50% bahan bakar dan tangki ballast yang kosong serta muatan yang kosong juga. Running ini bertujuan untuk mendapatkan keadaan kapal dimana pada saat melakukan proses bongkar muat dan jeda pergantian box garbage. Input data yang digunakan sama dengan running pada saat full load, yaitu dengan memasukkan perencanaan tangki tanki dikapal, yang membedakan hanyalah kapasitas tangki dan beban yang akan diterima kapal pada saat muatan kosong. Dari proses tersebut akan didapatkan tingkat stabilitas, stabilitas baik apabila mempunyai tingkat olengan yang lambat dan tingkat kemiringan kurang dari 7 derajat. Hal ini terkait dengan safety yang harus dipenuhi pada saat operasional kapal dan kenyamanan ABk. Gambar 4.8 input data running 50% bahan bakar 1 Draft Amid ship. M 0,691 meter 2 Displacement. Ton 7,799 ton 3 Heel to Starboard. Degress 0,4 4 Draft at FP. M 0,596 meter 5 Draft at Ap. M 0,785 meter 6 Draft at LCF. M 0,688 meter 7 Trim ( +ve by stern ). M 0,189 meter 8 WL length. M 5,413 meter 9 WL. Beam. M 2,5 meter

6 6 10 Wetted area. m 2 17,558 m 2 11 Waterplane area. m 2 13,227 m 2 12 Prismatic Coeff. 0, Block Coeff. 0, Midship Area Coeff. 0, Waterplane area Coeff. 0, LCB from Amidsh ( +ve fwd ) 0,058 meter 17 LCF from Amidsh ( +ve fwd ) 0,091 meter Table 4.2 output running stabilitas 50% bahan bakar V. KESIMPULAN/RINGKASAN. Daya main engine yang dibutuhkan pada saat operasional kapal skipper barge dengan kecepatan operasional sebesar 5 knot membutuhkan daya mesin sebesar 3,3 kw. Perhitungan ini menggunakan software Hull Speed pada Maxsurf Pro dengan efffiensi mesin 65%. Untuk pemebebanan full load, kapal skipper barge memiliki nilai displacement 12,63 ton, sertasarat haluan 1,026 meter dan buritan 1,018 meter. hal ini tidak sama dengan nilai perencanaan pada Maxsurf Pro dengan nilai 13,534 ton serta sarat haluan dan buritan 1,1 meter. perbedaan ini dikarenakan selisih perhitungan pada Ligh Weigh Tone ( LWT ) kapal, mungkin karena pengambilan koeffisien pada saat perhitungan yang kurang presisi. Hal ini bisa ditutupi dengan beban tire fender dan crew yang akan menjalankan skipper barge. Kemiringan pada saat full load mencapai 0,2 derajat dan pada saat 50 % bahan bakar, tanki ballast dan mauatan kosong mencapai 0,4 derajat. Kemiringan ini masih memenuhi sarat keamanan dalam melakukan operasional kapal, karena batas maksimal adalah 7 derajat bimbingan, motivasi, arahan, dan saran-saran yang sangat berharga kepada penulis selama menyusun skripsi. DAFTAR PUSTAKA [1] Darmono, 2001, Lingkungan Hidup dan Pencemaran : Hubungan dengan toksikologi Senyawa Loga, Universitas Indonesia, Jakarta. [2] Fuad, Amsyari, 1976, Prinsip Prinsip Masalah Pencemaran Lingkungan, Ghalia Indonesia, Jakarta. [3] Lewis, Edward V, Principle of Naval Architecture, Second Revission Vulume II Resistance, Propulsion and Vibration, The Society of Naval Architects and Marine Engineer, Jersey City [4] Manning, G.C. ( 1956 ). The Theory and Technique of Ship Design, New York, Massaachusetts Institut of Technology. [5] Panunggal, P.E. ( 2008 ). Diktat Teori Bangunan Kapal 1.Surabaya, Jurusan Teknik Perkapalan, ITS. [6] Taggart, Robert, Ship Desain and Construction, the Society of naval Architects and Engineer One Word Trade Centre, Suite 1369, New York, N.Y , 1980 [7] Thomas lamb, The Society of Naval Architects and Marine Engineer, Jersey City, [8] Watson, David. Practical Ship Desain, Volume II, Elsevier Science Ltd, Kidlington, Oxford, UK, LAMPIRAN - Tidak ada lampiran UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, taufik dan hidayah-nya, penyusunan skripsi yang berjudul Perencanaan Skipper Barge Self Propeller sebagai Support Pengerukan Sampah di Sungai Kalimas Surabaya dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan skripsi ini banyak mengalami kendala, namun berkat bantuan, bimbingan, kerjasama dari berbagai pihak dan berkah dari Allah SWT sehingga kendala-kendala yang dihadapi tersebut dapat diatasi. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan kepada Bapak Edi Jatmiko, ST. MT. selaku pembimbing I dan Bapak Ir. Tony Bambang Musriyadi. PGD. selaku pembimbing II yang telah dengan sabar, tekun, tulus dan ikhlas meluangkan waktu, tenaga dan pikiran memberikan