Analisis Teknis dan Ekonomis Pemilihan Bilah Laminasi Bambu Berdasarkan Lokasi Potong Sebagai Alternatif Pengganti Kayu Dalam Pembuatan Lambung Kapal

Transkripsi

1 JURNL TEKNIK POMITS Vol. 2, No., (203) ISSN: ( Print) nalisis Teknis dan Ekonomis Pemilihan Bilah Berdasarkan Lokasi Potong Sebagai lternatif Pengganti Kayu Dalam Pembuatan Kapal M. Bagus Prima Setiawan, Heri Supomo Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. rief Rahman Hakim, Surabaya 60 Indonesia bstrak Dalam beberapa tahun terakhir ketersediaan kayu jati sebagai material dasar pembangunan kapal kayu mengalami penurunan. Hal tersebut menyebabkan harga kayu jati yang semakin tinggi. Sehingga diperlukan material alternatif dalam membangun kapal kayu. betung (Dendrocalamus asper) dapat dijadikan sebagai material alternatif karena mudah didapatkan, mudah dalam pembudidayaan, laju pertumbuhan yang cepat, dan memiliki sifat mekanis yang baik. Dalam mendapatkan sifat mekanis yang baik bambu betung dibuat menjadi bilah dan disusun sehingga menjadi bentuk laminasi bambu. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan nilai kuat tarik dan kuat tekan maksimum bambu laminasi dengan tiga variasi antara lain variasi satu adalah bagian luar, variasi dua adalah bagian tengah, dan variasi tiga adalah bagian dalam bambu. Pengujian tarik (Tensile Test) dan pengujian tekan (Compressive Test) menggunakan standar pengujian STM D 3039/3039M dan STM D340/340M. Dari hasil dua pengujian didapatkan bahwa bambu variasi satu memiliki kekuatan tarik dan kekuatan tekan paling baik. Perbedaan kuat tarik antar variasi cukup signifikan sedangkan kuat tekan tidak berbeda cukup signifikan. Kekuatan tarik variasi satu sebesar N/mm 2, variasi dua sebesar N/mm 2, dan variasi tiga sebesar N/mm 2. Kekuatan tekan variasi satu sebesar N/mm 2, variasi dua sebesar N/mm 2, dan variasi tiga sebesar N/mm 2. Berdasarkan perhitungan beban tarik dan beban tekan didapatkan ukuran tebal laminasi bambu sebagai lambung kapal ikan 30 GT bagian sisi dan alas paling efektif yakni variasi satu dengan tebal mm (dari perhitungan beban tarik) dan mm (dari perhitungan beban tekan). Ukuran tebal laminasi bambu sebagai lambung kapal ikan 30 GT bagian lajur atas adalah mm (dari perhitungan beban tarik) dan mm (dari perhitungan beban tekan). Sementara perhitungan ekonomis menunjukkan bahwa laminasi bambu variasi satu merupakan variasi yang paling ekonomis dalam pembangunan lambung kapal ikan 30 GT dengan biaya produksi sebesar Rp ,4. Kata Kunci Kapal kayu, bambu laminasi, lambung kapal, lokasi potong, kuat tarik, kuat tekan. K I. PENDHULUN ETERSEDIN kayu konstruksi beberapa tahun terakhir ini mengalami penurunan. Hal ini juga berdampak pada pembuatan kapal kayu di Indonesia karena akan sulit mendapatkan bahan baku utama kapal yaitu kayu. Selain itu, dengan keterbatasan jumlah bahan baku kayu juga berpengaruh pada harga kapal kayu yang akan semakin tinggi. Penelitian Greenpeace mencatat tingkat kerusakan hutan di Indonesia mencapai angka 3,8 juta hektar pertahun, sebagian besar disebabkan oleh aktivitas illegal logging atau penebangan liar. Sedangkan menurut data Badan Penelitian Departemen Kehutanan, kerugian finansial akibat penebangan liar menunjukan angka Rp. 83 milyar perhari []. Bahkan pada tahun 2008 Indonesia di anugerahi Certificate Guinnes World Record sebagai perusak hutan tercepat di dunia. Berdasarkan data data dari Perserikatan Bangsa Bangsa (PBB) tahun 2000 hingga 2005 rata rata perhari 5 km 2 hutan Indonesia hilang (rusak). Sesuai perhitungan kerusakan hutan di Indonesia pada tahun 2002 PBB, diperkirakan hutan Sumatera dan hutan Kalimantan akan punah pada tahun Dalam upaya mengatasi masalah tersebut diperlukan adanya penggantian bahan baku kayu dalam pembuatan kapal kayu. Sehingga dari hal tersebut diperlukan suatu teknologi untuk mengembangkan alternatif bahan pengganti kayu. Salah satu bahan yang dapat digunakan adalah bambu. merupakan produk hasil hutan non kayu yang telah dikenal bahkan sangat dekat dengan kehidupan masyarakat umum karena pertumbuhannya ada di sekeliling kehidupan masyarakat. Bahan bambu dikenal oleh masyarakat memiliki sifat-sifat yang baik untuk dimanfaatkan, antara lain batangnya kuat, ulet, lurus, rata, keras, mudah dibelah, mudah dibentuk, mudah dikerjakan serta ringan sehingga mudah diangkut. Selain itu bambu juga relatif murah dibandingkan dengan bahan bangunan lain karena banyak ditemukan di sekitar pemukiman pedesaan. termasuk tanaman Bamboidae anggota sub familia rumput, memiliki keanekaragam jenis bambu di dunia sekitar jenis sedangkan Indonesia memiliki hanya 0% sekitar 54 jenis bambu [2]. memiliki keunggulan yakni mudah ditanam, cepat tumbuh dengan usia produksi ± 4-5 tahun, tidak memerlukan pemeliharaan khusus. Budidaya juga dapat dilakukan dengan sederhana tanpa suatu teknologi yang tinggi. Hal ini membuat bambu dapat tumbuh terus menerus dan jumlahnya dapat lebih besar dari pohon. juga mempunyai ketahanan yang luar biasa. Tanaman ini dapat tumbuh dalam setiap kondisi cuaca dan keadaan. Ketahanan ini merupakan sesuatu yang menguntungkan terutama jika dibandingkan dengan kayu. Hal ini menyebabkan bambu tersebut memiliki umur yang lama serta tidak mudah mati. memiliki tebal bervariasi sesuai dengan ruasnya. Bagian bambu yang paling tebal berada di bagian ruas

2 JURNL TEKNIK POMITS Vol. 2, No., (203) ISSN: ( Print) 2 terbawah. Dalam penelitian ini bambu dipotong sesuai lokasi yang ditentukan (bagian luar, tengah, dan dalam tebal bambu) kemudian dibuat laminasi bambu yang nantinya akan dijadikan sebagai material lambung kapal. Sehingga saya mengambil judul nalisis Teknis dan Ekonomis Pemilihan Bilah Berdasarkan Lokasi Potong Sebagai lternatif Pengganti Kayu Dalam Pembuatan Kapal. II. METODOLOGI PENELITIN Pada penelitian ini, specimen didapatkan dengan membuat laminasi bambu dengan menggunakan metode batu bata. Dalam penelitian ini ada tiga variasi berdasarkan lokasi potong antara lain bambu dipotong bagian luar, tengah, dan dalam. Langkah awal pengerjaan penilitian ini adalah membelah bambu yang masih utuh menjadi 6-8 bagian secara memanjang. Kemudian dipotong kembali sesuai lokasi potong (luar, tengah, dan dalam) sehingga didapatkan bilah yang selanjutnya bilah tersebut di planner untuk mendapatkan ukuran tebal yang sama yakni 5 mm. kemudian bambu disesuaikan panjang 27 mm dan lebar 3 mm. Bilah laminasi bambu disusun sesuai gambar kemudian direkatkan menggunakan lem epoxy dan dilakukan pengepresan. Sehingga didapatkan ukuran balok laminasi bambu 270x90x25 mm. Gambar. Penyusuan Bilah Metode Batu Bata Setelah menjadi papan laminasi bambu maka dibentuk spesimen untuk pengujian tekan dan pengujian tarik dengan memotong balok menjadi 3 bagian. dapun standar yang digunakan dalam pengujian ini adalah STM 2004 [3]. Pengujian tekan menggunakan STM D340/340M. Sedangkan pengujian tarik menggunakan STM D3039/3039M. Setiap variasi dibuat 3 spesimen untuk mendapatkan kecukupan data. Pengujian tekan dan pengujian tarik dilakukan sejajar serat bambu. Ukuran spesimen uji tekan dan uji tarik sesuai dengan gambar 2 dan gambar 3. Spesimen uji tarik dibuat dengan ukuran 250x2x2.5 mm sedangkan spesimen uji tekan dibuat dengan ukuran 50x2.5x2.5 mm. Pada spesimen uji tarik dibuat tirus bagian tengah sehingga tebalnya menjadi 7 mm sedangkan pada spesimen uji tarik dibuat tirus bagian tengah dengan sudut 90 dengan ukuran 5 mm dan panjang 0 mm tiap sisi. Gambar 3. Ukuran Spesimen Uji Tekan III. HSIL DN PEMBHSN. nalisa Teknis dan Pembahasan Setelah dilakukan pengujian tekan dan tarik didapatkan hasil pembebanan maksimum masing masing variasi dan kemudian dibagi dengan luasan masing masing variasi sehingga didapatkan kekuatan tarik dan keuatan tekan. Dengan menggunakan formula hitung dibawah ini : P = σ x () Dimana σ = Kuat tarik atau kuat tekan (KN/mm2) P = Beban (KN) = penampang spesimen (mm2) Tegangan maksimum tiap spesimen dihitung menggunakan formula diatas kemudian dibuat tabel seperti pada tabel. Karena setiap pengujian tarik dan tekan terdapat 3 spesimen uji sehingga nilai kuat tekan dan kuat tarik diambil nilai rata rata. Setelah dilakukan perhitungan, maka hasilnya sebagai berikut: Tabel. Kuat Tekan Rata-Rata kuat tekan rata rata Tabel menunjukkan perhitungan kuat tekan rata rata variasi. Beban yang didapat dari pengujian dibagi dengan luas penampang masing - masing spesimen (persamaan ). penampang spesimen uji satu sebesar mm 2, spesimen uji dua sebesar mm 2, dan spesimen uji tiga sebesar mm 2. penampang antar spesimen berbeda dikarenakan kurang ketelitian dalam pembuatan spesimen. Pembagian antara beban tekan maksimum dengan luas penampang menghasilkan kuat tekan. Berdasarkan Tabel didapatkan kuat tekan spesimen satu sebesar N/mm 2, spesimen dua sebesar N/mm 2, spesimn tiga sebesar N/mm 2. Gambar 2. Ukuran Spesimen Uji Tarik

3 JURNL TEKNIK POMITS Vol. 2, No., (203) ISSN: ( Print) 3 Tabel 2. Kuat Tarik Rata-Rata Tabel 5. Kuat Tekan Rata-Rata kuat tarik rata - rata Dikarenakan adanya perbedaan beban tarik maksimum yang didapat dari ketiga spesimen uji tarik variasi maka dapat dibuat rata - rata untuk mendapatkan kuat tarik rata- rata variasi. Kekuatan tarik dihitung dengan menggunakan persamaan. Sebelum melakukan pengujian diukur terlebih dahulu luas penampang dengan cara mengalikan ukuran tebal dan lebar spesimen uji di bagian tengah. Berdasarkan Tabel 2 didapatkan kuat tarik spesimen satu sebesar N/mm 2, spesimen dua sebesar N/mm 2, dan spesimen tiga sebesar N/mm 2. Tabel 3. Kuat Tekan Rata-Rata kuat tekan rata rata Kuat tekan masing - masing spesimen didapatkan dengan membagi beban tekan maksimum dengan luas penampang kemudian dibuat kuat tekan rata - rata seperti terlihat pada Tabel 3. Kuat tekan maksimum spesimen satu sebesar N/mm 2, kuat tekan maksimum spesimen dua sebesar N/mm 2, dan kuat tekan spesimen tiga sebesar N/mm 2. Tabel 4. Kuat Tarik Rata-Rata kuat tarik rata rata danya perbedaan beban tarik maksimum yang dialami oleh masing - masing spesimen variasi 2 maka dibuat kuat tarik rata - rata. Kekuatan tarik dihitung berdasarkan persamaan dengan membagi beban tarik maksimum masing - masing spesimen dengan luas penampangnya. Sesuai Tabel 4 didapatkan kuat tarik maksimum spesimen satu sebesar N/mm 2, kuat tarik spesimen dua sebesar N/mm 2, dan kuat tarik spesimen tiga sebesar kuat tekan rata - rata Setelah didapatkan beban tekan maksimum tiap spesimen uji maka dapat dihitung kuat tekan maksimumnya dengan menggunakan persamaan. Seperti terlihat pada Tabel 5 kuat tekan maksimum diperoleh dengan membagi beban tekan maksimum dengan luas penampang masing - masing spsesimen. Kuat tekan maksimum spesimen satu sebesar N/mm 2, kuat tekan maksimum spesimen dua sebesar N/mm 2, dan kuat tekan maksimum spesimen tiga sebesar N/mm 2. Tabel 6. Kuat Tarik Rata-Rata kuat tarik rata - rata Kuat tarik rata - rata dihitung berdasarkan persamaan dengan membagi beban tarik maksimum dengan luas penampang masing - masing spesimen seperti pada Tabel 6 Spesimen satu memiliki kuat tarik maksimum sebesar N/mm 2, spesimen dua memiliki kuat tarik maksimum sebesar N/mm 2,dan spesimen tiga memiliki kuat tarik sebesar N/mm 2. Sesuai dengan Tabel Tabel 6 terlihat bahwa terdapat perbedaan yang signifikan pada kekuatan tarik antara variasi satu dengan variasi dua dan variasi tiga. satu didapatkan kuat tarik rata rata sebesar N/mm 2. Sedangkan kekuatan tekan tidak terdapat perbedaan yang cukup signifikan antara variasi satu dengan variasi dua dan variasi tiga. Kuat tekan variasi satu rata rata sebesar N/mm 2. Setelah memperoleh nilai kuat tekan dan kuat tarik masing masing variasi dapat dihitung tebal kulit lambung kapal dengan cara membandingkan dengan nilai kuat tekan dan kuat tarik kayu jati sebagai referensi. Sedangkan ukuran yang lambung kapal didapatkan dari kapal pembanding yakni kapal ikan 30 GT Pangkal Pinang. Kuat tarik kayu jati adalah 69.9 N/mm 2 kuat tekan kayu jati 60,86 N/mm 2 [4]. Tebal kayu jati yang direncanakan adalah 40 mm. Sehingga dapat dihitung menggunakan beban tekan dan beban tarik bambu masing - masing variasi.

4 JURNL TEKNIK POMITS Vol. 2, No., (203) ISSN: ( Print) 4 Bagian Konstruksi (Sisi dan las) (Lajur tas) Tabel 7. Ukuran Tebal Dari Beban Tekan Penampang 2 Varia Lebar si Dari Beban Tekan (mm 2 ) /2 Ketebala n Kulit Ukuran ketebalan kulit berdasarkan beban tekan disajikan pada Tabel 7. Ketebalan kulit bagian sisi dan alas variasi satu sebesar mm, variasi dua sebesar mm, dan variasi tiga sebesar 39.9 mm. Sedangkan ketebalan kulit bagian lajur atas variasi satu sebesar mm, variasi dua sebesar mm, dan variasi tiga sebesar mm. Bagian Konstruksi (Sisi dan las) (Lajur tas) Tabel 8. Ukuran Tebal Dari Beban Tarik Penampang Dari Beban Tarik (mm 2 ) 2 Lebar /2 Ketebalan Kulit Hasil perhitungan ketebalan kulit dapat dilihat pada Tabel 8. kapal bagian sisi dan alas memiliki ketebalan berturut - turut berdasarkan variasi yakni mm, mm, dan mm. Sedangkan lambung bagian lajur atas berturut - turut mm, 55,46, dan 76.0 mm. Dari Tabel 7 dan Tabel 8 terlihat bahwa variasi memiliki tebal yang lebih kecil dibandingkan variasi satu dan variasi dua baik dari perhitungan beban tekan maupun beban tarik. satu didapat ketebalan lambung kapal bagian sisi dan alas sebesar mm (beban tekan) dan mm (beban tarik). Sedangkan ketebalan lambung kapal bagian lajur atas sebesar mm (beban tekan) dan (beban tarik). Hal tersebut terjadi dikarenakan kekuatan tekan dan kekuatan tarik variasi satu lebih besar. Selain itu ketebalan kulit bambu laminasi variasi satu dari perhitungan beban tarik lebih kecil dibandingkan ketebalan kayu jati sebesar 40 mm. hal tersebut juga terjadi dikarenakan kuat tarik bambu variasi satu lebih besar dibandingkan kuat tarik kayu jati. B. nalisa Ekonomis Perhitungan nilai ekonomis dalam penelitian ini adalah perhitungan harga satu meter kubik bambu laminasi dengan 3 variasi bilah. Harga ini selanjutnya dibandingkan dengan harga satu meter kubik kayu jati sebagai material lambung kapal. Kebutuhan kayu dalam proses produksi lambung kapal diasumsikan kebutuhan kayu yang terpasang. Jumlah kebutuhan kayu yang digunakan dalam penelitian ini adalah kebutuhan kayu pada kapal ikan 30 GT Pangkal Pinang. Jumlah ini didapatkan dengan cara menghitung luasan penampang konstruksi dikalikan dengan panjang konstruksi pada gambar construction profile dan midship section. Tabel 9. Total Biaya setiap m 3 Biaya Tenaga Kerja 2 Biaya Material 3 ( + 2) Total Biaya Produksi , , , , Ukuran tebal yang digunakan dalam perhitungan kebutuhan laminasi bambu adalah ukuran tebal variasi satu dari perhitungan beban tekan dikarenakan ukuran tebal dari perhitungan beban tekan lebih besar dibandingkan beban tarik. Kemudian dari tebal dapat dihitung volume kebutuhan laminasi bambu. Perhitungan volume kebutuhan bambu laminasi dapat dilihat pada Tabel 0. Tabel 0. Kebutuhan untuk Kapal Ikan 30 GT Pangkal Pinang Berdasarkan Perhitungan Beban Tekan (m 2 ) Jumlah Item Tebal (m) Pada Tabel 0 dihitung volume laminasi bambu sebagai material lambung kapal ikan 30 GT Pangkal Pinang dengan mengalikan luas dengan tebal masing masing variasi. Pada variasi satu volume yang didapatkan sebesar m 3, variasi dua sebesar m 3, dan variasi tiga sebesar m 3. Tabel. Total Harga Kebutuhan Kayu dan untuk Kapal Ikan 30 GT Pangkal Pinang Berdasarkan Perhitungan Penampang Beban Tekan Kayu Harga Kayu Harga Total Harga Kayu 3x Dari perhitungan Tabel. Didapatkan bahwa biaya produksi bambu laminasi variasi satu sebesar Rp ,4, variasi dua sebesar Rp ,57, dan variasi tiga sebesar Rp Sedangkan biaya produksi kapal bmenggunakan kayu jati sebesar Rp Sehingga dapat dilihat bahwa biaya laminasi bambu dengan ukuran ketebalan yang lebih besar

5 JURNL TEKNIK POMITS Vol. 2, No., (203) ISSN: ( Print) 5 dibandingkan kayu jati membutuhkan biaya produksi yang lebih murah. IV. KESIMPULN Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut :. Berdasarkan perhitungan nilai kuat tekan material laminasi bambu masih memenuhi klasifikasi kelas kuat III berdasarkan peraturan BKI Kapal Kayu 996. Sehingga sesuai kelas kuat III masih dapat digunakan sebagai konstruksi kulit lambung kapal. bambu tetap dapat digunakan sebagai lambung kapal dengan memperbesar luas penampang untuk menghindari beban tekan yang lebih lemah dibandingkan kayu jati. Tebal lambung kapal dengan material bambu laminasi berdasarkan beban tekan lebih besar dibandingkan berdasarkan beban tarik. Sedangkan, tebal material laminasi bambu bagian sisi dan alas serta bagian lajur atas variasi satu berdasarkan beban tarik lebih kecil dibandingkan kayu jati yakni sebesar mm dan mm. Sedangkan, material laminasi bambu variasi satu yang dapat digunakan sebagai lambung kapal bagian sisi dan alas serta bagian lajur atas dipilih berdasarkan beban tekan sebesar mm dan mm. 2. Pengaruh secara teknis dalam pemotongan bilah laminasi bambu berdasarkan lokasi potong yakni variasi satu (bagian luar) memiliki kekuatan tarik dan tekan yang lebih baik dibandingkan dengan variasi dua dan variasi tiga. Kekuatan tarik variasi satu dengan dua variasi lainnya menunjukkan perbedaan yang sangat signifikan sedangkan kekuatan tekan antar variasi tidak menunjukkan perbedaan yang cukup signifikan. Selain itu variasi satu memiliki nilai kuat tarik yang lebih besar dibandingkan dengan kuat tarik kayu jati yakni sebesar N/mm 2. Namun, nilai kuat tekan variasi satu lebih kecil dibandingkan kayu jati sebesar N/mm Keuntungan penggunaan bambu laminasi berdasarkan lokasi potongnya adalah bambu yang didapatkan dari bagian luar lebih baik dalam kekuatan tarik dan tekannya dibandingkan bagian tengah dan dalam. Selain itu lebar bilah yang didapatkan pada bagian bambu yang terluar lebih besar dibandingkan dengan tengah dan dalam. Sehingga bagian bambu yang didapatkan dari bagian luar bambu memiliki nilai ekonomis lebih tinggi. Sedangkan kerugiannya adalah bambu laminasi yang diambil dari tiga lokasi tersebut memiliki kekuatan tekan yang lebih kecil dibandingkan kayu jati. Hal tersebut berdampak pada volume lambung kapal yang akan lebih besar dibandingkan dengan penggunaan kayu jati untuk menahan beban yang sama. 4. Biaya produksi bambu laminasi untuk pembangunan lambung kapal ikan 30 GT Pangkal Pinang adalah Rp ,4 sementara jika menggunakan material kayu jati adalah Rp DFTR PUSTK [] (2004). Retrieved january 7, 203 [2] Widjaja, E.., Utami, N. W., dan Saefudin. (2004). Panduan Membudidayakan. Bogor: Puslitbang Biologi LIPI. [3] STM Standards (Vols Space Simulation; erospace and ircraft; Composite Materials). (2004). [4] Haygreen, J. G. and Bowyer, J. L. (982). Forest Product and Wood Science. Lowa State University Press. UCPN TERIM KSIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada llah SWT dan kedua orang tua serta kakak yang telah memberikan dukungan, doa dan bantuan dalam pengerjaan penelitian ini.