JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 1 Desain Ulang Kapal Perintis 200 DWT untuk Meningkatkan Performa Kapal Galih Andanniyo (1), Wasis Dwi Aryawan (2). Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: wasis@na.its.ac.id Abstrak-Kapal perintis 200 DWT merupakan kapal penumpang barang yang digunakan untuk melayani transportasi di daerah terpencil. Dalam pengoperasiannya kapal ini melayani rute di kawasan Indonesia Timur. Setelah selesai dibangun dan diuji kemiringan (inclining test) kapal perintis 200 DWT memiliki stabilitas labil, kondisi ini mengharuskan upaya penambahan ballast tetap agar kapal dapat beroperasi dalam keadaan stabilitas stabil. Upaya penambahan ballast tetap ini berdampak berkurangnya daya tampung kapal dalam memuat muatan bersih. Upaya ini tidak dapat diteruskan, perlu upaya jangka panjang agar kapal yang akan dibangun di masa mendatang dapat beroperasi dengan baik dan tanpa harus mengalami kekurangan daya muat. Pada tugas akhir ini telah dilakukan modifikasi ukuran utama kapal eksisting. Dalam hal ini telah dibuat beberapa model modifikasi dari ukuran utama kapal eksisting dengan cara menambah tinggi dan atau menambah lebar kapal lalu diperiksa performa stabilitas, hambatan, periode oleng dan dipilih model modifikasi yang terbaik. Dari hasil analisis model modifikasi terbaik adalah model IV dengan LOA = 44.30 m, B = 9.00 m, H = 3.60 m dan T = 2.30 m. Kata kunci: desain ulang, kapal perintis, stabilitas, ukuran utama. I. PENDAHULUAN egiatan pelayaran perintis dimulai pada tahun 1974. KPelayaran ini dilakukan dalam bentuk proyek pembangunan yang dananya diperoleh dari APBN. Oleh sebab itu, kegiatan ini dinamakan Proyek Pelayaran Perintis. Pada tahun 2000 jumlah pelabuhan singgah kapal-kapal perintis sebanyak 180 buah. Jumlah ini jauh lebih banyak dari pelabuhan singgah pada awal penyelenggaraan pelayaran perintis. Mengingat begitu banyak pelabuhan yang harus disinggahi kapal-kapal perintis dan kecil kemungkinan untuk segera ditinggalkan, maka keberadaaan pelayaran perintis tidak boleh dianggap bersifat sementara lagi. Sesuai dengan kondisi geografis, keutuhan dan keamanan wilayah negara serta keadaan perekonomian daerah-daerah yang berada di sepanjang pantai, kehadiran pelayaran perintis sudah merupakan kebutuhan yang tidak dapat dielakkan. Faktor-faktor itulah yang mendasari kebijakan pemerintah menjadikan pelayaran perintis sebagai satu sub sistem angkutan laut nasional sebagaimana dituangkan dalam Peraturan Pemerintah (PP) No. 82 tahun 1999. Angkutan perintis merupakan pemberian jasa layanan transportasi dimana terjadi campur tangan pemerintah yang berbentuk pemberian subsidi karena terjadi ketidakseimbangan antara permintaan dan penawaran. Angkutan perintis terjadi di daerah-daerah terpencil dimana daya beli efektif masyarakat berada di bawah tarif jasa transportasi yang berlaku. Angkutan perintis meliputi angkutan laut perintis, angkutan sungai dan danau perintis dan angkutan penyeberangan perintis. Untuk memenuhi kebutuhan angkutan perintis di berbagai daerah, pada tahun 2012 pemerintah telah memesan kapal perintis yang dibangun di berbagai galangan di Indonesia yang terdiri dari; tipe kapal 2000 GT, kapal tipe 1200 GT, kapal tipe 750 DWT, kapal tipe 500 DWT dan kapal tipe 200 DWT. Kapal perintis 200 DWT yang diluncurkan pada tahun 2013 adalah salah satu kapal perintis yang dipesan oleh pemerintah dalam hal ini Kementrian Perhubungan Republik Indonesia. Kapal ini beroperasi untuk melayani rute pelayaran di kawasan Indonesia timur. Setelah selesai dibangun dan dilakukan inclining test kapal ini mengalami permasalahan stabilitas labil dimana nilai KG kapal terlalu besar yakni 4.888 meter, hal ini menyebabkan kapal harus diberi ballast tetap untuk menurunkan nilai KG sehingga kapal dapat berlayar dengan stabilitas yang stabil dan layak untuk beroperasi. Pemberian ballast tetap ini berdampak berkurangnya muatan bersih (payload) kapal. Pada tugas akhir ini telah dilakukan desain ulang kapal perintis sehingga menghasilkan desain kapal dengan performa stabilitas yang baik dan tetap dapat memuat payload sesuai permintaan pemilik kapal. II. URAIAN DESAIN ULANG Dalam mengerjakan desain ulang ini, data yang dibutuhkan meliputi principal dimension, lines plan, general arrangement dan data Titik Berat Kapal Perintis 200 DWT. Setelah didapatkan data-data di atas kemudian dilakukan pemeriksaan stabilitas kapal eksisting dengan menggunakan naval architecture commercial software Pemeriksaan hambatan kapal dilakukan dengan menggunakan software Hullspeed. Kemudian menentukan parameter perbandingan ukuran utama dengan menggunakan metode kapal pembanding. Dari data kapal pembanding diambil ukuran dari terkecil hingga terbesar untuk dijadikan parameter dalam memodifikasi ukuran utama. Kemudian melakukan pemodelan lambung kapal dengan menggunakan Maxsurf Pro 11.12. Pemodelan dilakukan sebagai langkah awal untuk mendapatkan model yang mendekati dengan keadaan yang sebenarnya. Langkah selanjutnya melakukan modifikasi model 1 yakni modifikasi dengam menambah tinggi kapal sebesar 0.4 meter. Setelah penambahan tinggi dilakukan tentu akan terjadi perubahan titik berat kapal, perubahan ini kemudian dihitung dengan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 2 melakukan rumus perbandingan titik berat kapal eksisting dengan titik berat kapal modifikasi model 1. Tahap berikutnya melakukan pemeriksaan pemenuhan kriteria stabilitas dan hambatan total kapal. Pemeriksaan stabilitas menggunakan bantuan software Naval architecture commercial software 11.12 dengan pemenuhan kriteria stabilitas IS. Sedangkan pemeriksaan hambatan kapal menggunakan software Hullspeed. Setelah pemeriksaan stabilitas dan hambatan dilakukan pada model 1, langkah selanjutnya adalah dengan membuat model modifikasi lainnya dengan menambah tinggi dan atau lebar kapal, kemudian dilakukan pemeriksaan stabilitas dan hambatan seperti yang dilakukan pada model modifikasi 1. Tahap merubah ukuran utama atau membuat model modifikasi dilakukan secara sistematis, yang dimaksud dengan modifikasi sistematis adalah modifikasi lambung kapal yang dimulai dengan menambah tinggi kapal tanpa menambah lebar kapal dengan tujuan untuk mengurangi kemungkinan berubahnya rencana garis dan mempermudah proses produksi. Selanjutnya dianalisis jika penambahan tinggi tidak memenuhi persyaratan stabilitas maka modifikasi kedua adalah dengan menambah lebar tanpa menambah tinggi kapal dan diperiksa apakah model modifikasi ini memenuhi kriteria stabilitas kapal. Modifikasi terakhir adalah dengan menambah lebar dan menambah tinggi kapal. Dari model-model modifikasi yang telah dianalisis dipilih model modifikasi yang memenuhi kriteria stabilitas dan nilai hambatan terkecil. Tahap terakhir dari desain ulang ini adalah membuat general arrangement dari ukuran utama model terbaik. III. KONDISI EKSISTING KAPAL PERINTIS 200 DWT A. Principal Dimension Kapal Eksisting Panjang Seluruh Kapal (LOA) = 44.30 m Panjang antar garis tegak (LPP) = 39.90 m Lebar (B) = 09.00 m Tinggi (H) = 03.60 m Sarat (T) = 02.30 m Cb = 0.58 B. Titik Berat Hasil Inclining Test Table III-1 Data Titik Berat Kapal perintis 200 DWT Dari analisis kriteria pada Table III-2, menerangkan bahwa hasil perhitungan stabilitas kapal eksisting hanya memenuhi D. Hambatan Kapal Eksisting Grafik III-1 Hambatan (kn) dan Kecepatan (knots) Table III-3 Hambatan Kapal Eksisting Speed Resistance Power (Knots) (kn) (hp) 11 33.89 799.89 Dari hasil analisis hambatan kapal dengan menggunakan naval architecture commercial software, didapat nilai hambatan kapal eksisting seperti yang ditunjukkan pada Table III-3. IV. HASIL DESAIN ULANG A. Model Modifikasi Model modifikasi adalah penggambaran dari modifikasi ukuran utama kapal untuk memecahkan masalah. Pemodelan lambung kappa lini dilakukan dengan menggunakan naval architecture commercial software. Gambar IV-1 merupakan modifikasi model ukuran utama kapal perintis 200 DWT, pada kolom pertama adalah kondisi lambung kapal sebelum desain ulang (existing ship) sedangkan kolom kedua adalah model modifikasi yang disarankan. C. Analisis Stabilitas Table III-2 Analisis Stabilitas Kapal Eksisting Berdasarkan IS 1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 1.007 0 0 0 3.615 0 0 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 1.117 0 0 0 6.793 0 0 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 0.17 0.524 0.524 2.784 3.178 0.524 2.78 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.047 0.01 0.01 0.179 0.363 0.01 0.182 5 Angle of maximum GZ 25 deg 25 0 0 0 45 0 0 6 Initial GMT 0.15 m 0.15 0.16 0.16 0.432 0.351 0.16 0.427 Gambar IV-1 Model Modifikasi. B. Pemodelan Kapal Selanjutnya dari data ukuran utama dan Lines Plan tiap model modifikasi dimodelkan dalam Naval architecture commercial software 11.12.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 3 Gambar IV-2 Pemodelan lambung kapal pada salah satu model. C. Pemodelan Tangki-Tangki Kapal Pemodelan tangki dilakukan dengan menggunakan naval architecture commercial software Pemodelan dilakukan dengan cara memasukkan batasan koordinat tangki secara tiga dimensi ke dalam perintah compartment definition window. c. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B3). d. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B4). e. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B5). f. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B6). E. Pemeriksaan Stabilitas Setelah analisis Load Case kapal ditentukan dan dihitung dengan bantuan program Naval architecture commercial software, maka didapat keluaran data hasil perhitungan berupa table dan kurva stabilitas. Dari data tersebut kita dapat mengetahui stabilitas setiap variasi Load Case serta stabilitas dari setiap modifikasi model, berikut data-data hasil pemeriksaan stabilitas: Table IV-1 Analisis Stabilitas Model 1 Berdasarkan IS 1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 0.301 3.024 0 0 3.081 0 3.081 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 0.301 5.838 0 0 5.908 0 5.908 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 0 2.814 1.116 3.438 2.828 1.094 2.828 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.001 0.348 0.049 0.222 0.346 0.049 0.346 5 Angle of maximum GZ 25 deg 22 49 21 21 21 21 49 Gambar IV-3 Compartment Definition Window Dari analisis kriteria pada Table IV-1, menerangkan bahwa hasil perhitungan stabilitas model 1 hanya memenuhi Table IV-2 Analisis Stabilitas Model 2 Berdasarkan IS 1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 0 2.317 0 0 2.414 0 0 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 0 4.638 0 0 4.776 0 0 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 0.58 2.32 1.852 4.252 2.361 1.852 4.268 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.056 0.335 0.097 0.275 0.337 0.097 0.297 5 Angle of maximum GZ 25 deg 21 59 21 21 59 21 21 Gambar IV-4 Hasil pemodelan tangki dengan menggunakan naval architecture commercial software D. Perencanaan Load Case Pada tahap ini akan dilakukan perencanaan Load Case dengan tujuan agar bisa diketahui keadaan kapal secara teknis dalam berbagai kondisi. Dalam tugas akhir ini akan dibuat kondisi pembebanan menjadi tujuh kondisi secara garis besar, yaitu: 1. kapal dalam keadaan kosong (A1) 2. stabilitas berdasarkan IMO: a. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B1). b. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B2). Dari analisis kriteria pada Table IV-2, menerangkan bahwa hasil perhitungan stabilitas model 2 hanya memenuhi Table IV-3 Analisis Stabilitas Model 3 Berdasarkan IS 1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 8.642 10.099 5.56 3.458 10.202 5.56 3.5 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 12.923 17.286 8.728 4.362 17.402 8.728 4.351 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 4.281 7.186 3.168 0.904 7.218 3.168 0.852 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.458 0.76 0.331 0.151 0.762 0.331 0.149 5 Angle of maximum GZ 25 deg 29 43 31 24 43 31 23 Status PASS PASS PASS PASS PASS FAIL PASS PASS PASS Dari analisis kriteria pada Table IV-3, menerangkan bahwa hasil perhitungan stabilitas model 3 tidak memenuhi (fail) standar persyaratan IS Code pada kondisi B3.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 4 Table IV-4 Analisis Stabilitas Model 4 Berdasarkan IS 1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 13.515 14.136 10.015 8.247 14.259 10.015 8.322 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 20.791 23.878 15.957 12.089 24.043 15.957 12.131 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 7.276 9.741 5.942 3.843 9.783 5.942 3.809 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.741 1.025 0.601 0.427 1.028 0.601 0.426 5 Angle of maximum GZ 25 deg 32 43 34 28 43 34 27 Status PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS Dari analisis kriteria pada Table IV-4, menerangkan bahwa hasil perhitungan stabilitas model 4 pada kondisi A1 sampai kondisi B6 dinyatakan memenuhi (pass) standar persyaratan IS Code yang ditetapkan. Table IV-5 Analisis Stabilitas Model 5 Berdasarkan IS 1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 8.642 10.099 5.56 3.458 10.202 5.56 3.5 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 12.923 17.286 8.728 4.362 17.402 8.728 4.351 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 4.281 7.186 3.168 0.904 7.218 3.168 0.852 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.458 0.76 0.331 0.151 0.762 0.331 0.149 5 Angle of maximum GZ 25 deg 29 43 31 24 43 31 23 Status PASS PASS PASS PASS PASS FAIL PASS PASS PASS Dari analisis kriteria pada Table IV-5, menerangkan bahwa hasil perhitungan stabilitas model 5 tidak memenuhi (fail) standar persyaratan IS Code pada kondisi B3. Table IV-6 Analisis Stabilitas Model 6 Berdasarkan IS 1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 13.515 14.136 10.015 8.247 14.259 10.015 8.322 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 20.791 23.878 15.957 12.089 24.043 15.957 12.131 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 7.276 9.741 5.942 3.843 9.783 5.942 3.809 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.741 1.025 0.601 0.427 1.028 0.601 0.426 5 Angle of maximum GZ 25 deg 32 43 34 28 43 34 27 Status PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS Dari analisis kriteria pada Table IV-6, menerangkan bahwa hasil perhitungan stabilitas model 6 pada kondisi A1 sampai kondisi B6 dinyatakan memenuhi (pass) standar persyaratan IS Code yang ditetapkan. F. Hambatan Kapal Penentuan hambatan dari keenam model yang telah dibuat yaitu dengan menggunakan bantuan software Hullspeed, untuk perhitungan hambatan pada program ini dibutuhkan beberapa input yaitu model yang telah dibuat dari software Maxsurf dan input lainnya adalah menentukan kecepatan model kapal. Dari hasil perhitungan kenaikan hambatan kapal tidak signifikan yakni kenaikan hambatan per model sebesar 1 kn. G. Rencana Umum Pada tahap pembuatan rencana umum ini, dilakukan normalisasi tata ruang di setiap ruangan berdasarkan rencana umum sebelumnya. Dengan normalisasi ini ruangan utama, ABK dan geladak kemudi kapal ini memiliki space yang lebih besar dibanding kapal sebelumnya. Pada Gambar IV-5 ditunjukkan rencana umum kapal yang telah dilakukan normalisasi. Gambar IV-5 Rencana Umum Model Kapal Terpilih V. KESIMPULAN Berdasarkan kajian teknis yang telah diuraikan pada babbab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Ukuran Utama Optimum yang didapat dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah model kapal IV dengan LOA= 44.30 m, LPP= 39.90 m, B= 10.5 m dan H=3.6 m. 2. Model kapal IV pada kecepatan 11 knot menghasilkan hambatan sebesar 36.43 kn, memiliki periode oleng sebesar 31 detik dan memenuhi kriteria stabilitas (IMO International Code on Intact Stability, 2008 ). 3. Model kapal IV dipilih sebagai model kapal terbaik karena memenuhi kriteria stabilitas (IMO International Code on Intact Stability, 2008 ) pada semua kondisi pembebanan, memiliki nilai hambatan lebih kecil dibandingkan model kapal VI dan memiliki periode oleng lebih dibanding model kapal VI.Ch3 dan memilik hambatan total kapal terkecil. Ada beberapa saran yang dapat dijadikan sebagai pertimbangan apabila ada penelitian dengan topik serupa. Pertama, karena keterbatasan waktu pada penelitian tugas akhir ini hanya dilakukan pada stabilias intact saja. Pada penelitian selanjutnya penelitian juga dapat dilakukan pada stabilitas damage. Kedua, pada penelitian tugas akhir ini, performa kapal yang diuji melalui naval architecture commercial software hanya berupa stabilitas, tahanan dan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 5 periode oleng. Pada penelitian selanjutnya, performance kapal dapat diteliti lebih jauh dengan menganalisa maneuvering dan seakeeping kapal. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan, ilmu serta inspirasi bagi penulis, kepada keluarga atas semua doa, semangat serta motivasi yang diberikan tanpa henti, Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar memberikan arahan dan nasehat selama penyelesaian Tugas Akhir, senior, teman-teman dan pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Terimakasih atas segala bantuan dan doa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. DAFTAR PUSTAKA [1] Santoso, IGM, Sudjono, YJ, 1983. Teori Bangunan Kapal. Jakarta, Indonesia: Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. [2] Derret, D.R dan C.B Barras, 1999. Ship Stability for Master and Mates. Butterworth-Heineman. [3] Wibowo, Fadwi Mukti. 2011. Studi Kelayakan Teknis dan Ekonomis Konversi Kapal Tanker Marlina XV 29990 DWT Menjadi Bulk Carrier. FTK-ITS:Surabaya. [4] Code on Intact Stability Criteria for All Types of Ships Covered by IMO Instruments, 2008 edition, IMO, London. [5] Lewis, Edward V., 1988. Principal of Naval Architecture Second Revision Volume I Stability and Strength. Jersey City, NJ: The Society of Naval Architects and Marine Engineers. [6] Putra, I Kadek Yasa Permana. 2011. Perancangan Kapal Catamaran Multi Purpose Untuk Pelayaran Bawean-Gresik Pada Cuaca Ekstrim. FTK-ITS:Surabaya. [7] Fatahillah, Zainul Arifin. 2013. Analisis Teknis dan Ekonomis Konversi Landing Craft Tank (LCT)Menjadi Self-Propelled Oil Barge (SPOB). FTK-ITS:Surabaya. [8] http://m.dephub.go.id/read/opini/kapal-perintis-memanusiakanmanusia-pulau-terluar. 07 Maret 2014 [9] http://m.dephub.go.id/read/berita/direktorat-jenderal-perhubunganlaut/7-unit-kapal-perintis-akan-segera-dibangun-oleh-kemenhub. 07 Maret 2014 [10] http://m.dephub.go.id/read/berita/direktorat-jenderal-perhubunganlaut/kontrak-pembangunan-7-kapal-perintis-akan-ditandatangani. 07 Maret 2014 [11] https://www.linkedin.com/groups/formula-given-below-describeswhat-3717991.s.46936003 diakses tanggal 15 Maret 2014