STUDI TEKNIS EKONOMIS ANTARA MAIN RING SISTEM DENGAN INDEPENDENT SISTEM BALLAST PADA MOTOR TANKER YAN 1 1000GT Oleh Ir. Hari Prastowo, M.Sc 2), Risky Hari Prasetyo 1) 2) 1) Mahasiswa: Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK-ITS Staf Pengajar: Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK-ITS ABSTRAK Air ballast ditarik ke dalam kapal dengan pompa yang terletak di lambung, di bawah permukaan air. Hal ini bertujuan untuk memberikan stabilitas dan manuver di laut ketika kapal tersebut kurang dari beban kargo maksimum, baik saat transit untuk mengambil sebuah produk atau setelah bongkar sebagian kargo sebelum melanjutkan ke port berikutnya. Kapal tanker MT YAN 1 menggunakan tipe independent system ballast dimana tipe ini memiliki banyak kekurangan, misalnya setiap tangki memiliki pipa cabang yang kemudian terhubung ke pipa utama kemudian ke pompa ballast sehingga membutuhkan lebih banyak pipa dibandingkan dengan tipe ring main sistem. Penggunaan tipe independent system tentunya membutuhkan biaya yang lebih besar dibandingkan dengan tipe ring main yang memiliki system lebih sederhana. Katup yang digunakan pada tipe independent dioperasikan secara manual, berbeda dengan tipe main ring yang dapat dioperasikan secara otomatis sehingga lebih memudahkan operator dalam mengatur air ballast yang dibutuhkan. Kata kunci : Sistem ballast, tipe independent dan tipe ring main sistem ballast, kalkulasi biaya 1. LATAR BELAKANG Sistem ballast merupakan salah satu sistem yang memiliki peranan penting dalam pengoperasian sebuah kapal. Sistem ballast menjadi penopang utama sebuah stabilitas dari kapal terutama kapal tanker pada saat muatan kosong. Instalasi sistem ballast yang sering digunakan pada kapal-kapal pada umumnya adalah menggunakan tipe independent sistem. Masalah yang paling fundamental adalah effisiensi penggunaan system independent yang memiliki banyak kekurangan dibandingkan dengan system main ring. Pada system independent, jumlah dan panjang pipa yang digunakan terlalu banyak sehingga menimbulkan masalah pada biaya yang terlalu tinggi. Hal ini dikarenakan pada setiap tangki membutuhkan satu pipa cabang tersendiri yang terhubung pada pipa utama sebelum melewati pompauntuk dapat memulai timbulnya kavitasi pada tekanan sebesar sekitar tekanan uap diperlukan sejumlah gelembung kecil Untuk ring main system, semua pipa terhubung pada pipa utama sehingga pipa yang dibutuhkan lebih sedikit. Masing-masing ujung suction/discharge pipa ditangki ballast dilengkapi dengan valve yang dioperasikan secara otomatis sesuai input yang diberikan. Sehingga lebih memudahkan operator dalam mengoperasikan disbanding dengan sitem independent yang pengoperasian katupnya dilakukan secara manual 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Ballast Sistem ballast adalah salah satu system pengoperasian dikapal yang mengangkut dan mengisi air ballast. Air ballast tersebut diambil dari air laut yang diambil melalui seachest yang dipompa masuk ke dalam pipa utama ( main pipe ) kemudian masuk ke pipa cabang ( branch pipe ). Sistem pompa ballast ditujukan untuk menyesuaikan tingkat kemiringan dan draft kapal, sebagai akibat dari perubahan muatan kapal sehingga stabilitas kapal dapat
dipertahankan. Pipa ballast dipasang di tangki ceruk depan dan tangki ceruk belakang (after and fore peak tank), double bottom tank, deep tank dan tanki samping ( side tank ). Ballas yang ditempatkan di tangki ceruk depan dan belakang ini untuk melayani kondisi trim kapal yang dikehendaki. 2.2 Tipe Independent Sistem Independent system ballast pada sebuah kapal merupakan sebuah system ballast yang menerapkan system satu tangki ballast membutuhkan satu pipa tersendiri. Air laut masuk ke main pipe melalui seachest kemudian dipompa ke setiap tangki ballast melalui branch pipe. Spesifikasi Independent Sistem ballast adalah setiap tangki memiliki pipa cabang, pipa cabang terhubung ke pipa utama yang kemudian terhubung ke pompa ballast, pengoperasian valve dilakukan secara manual, sistem lebih sederhana, pipa yang dibutuhkan terlalu banyak mengingat setiap tangki ballast memiliki satu pipa tersendiri, biaya yang dibutuhkan terlalu besar. Dari gambar diatas diketahui instalasi dari independent sistem ballast yang digunakan oleh Motor Tanker Yan 1. 2.3 Tipe Main Ring Sistem Main ring system ballast juga sering disebut juga tipe O ring. Pada system ini merupakan salah satu system yang lebih sederhana dari pada system Independent. Main ring sistem memompa air laut masuk ke dalam main pipe kemudian di transfer ke setiap tangki ballast melalui satu pipa cabang yang terhubung antar tangki, sehingga lebih memudahkan system kontrol pada ballast tersebut juga lebih mudah untuk maintenance apabila terjadi kerusakan. Spesifikasi dari sistem Main Ring, semua tangki terhubung oleh pipa utama, pipa yang dibutuhkan hanya sedikit, masing-masing ujung suction/discharge pipa tangki ballast dilengkapi dengan valve yang dioperasikan secara otomatis, system yang digunakan lebih kompleks, suction/discharge terhubung langsung ke pipa ring pipe. Dari gambar diatas dapat dilihat untuk instalasi main ring sistem yang di design untuk mempermudah instalasi sistem baik dari segi design maupun dari segi biaya yang dikeluarkan untuk main ring sistem dibanding dengan independent sistem. 2.4 Perhitungan Head Total Head statis pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi pompa, atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair,yang umumnya dinyatakan dalam satuan panjang. Head statis pompa dapat diketahui dari jarak antara suction dan discharge instalasi tersebut. Head tekanan adalah perbedaan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi tekan dengan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi isap. Reynold number adalah rasio antara gaya inersia dan gaya viscous yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentifikasikan jenis aliran yang berbeda,
misalnya laminar dan turbulen. Bilangan reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain untuk memberikan kriteria dinamic. Perhitungan Kerugian tekan adalah salah satu kerugian yang tidak dapat dihindari pada suatu aliran fluida yang berupa berkurangnya tekanan pada suatu aliran, sehingga menyebabkan kecepatan aliran mengecil. Salah satu kerugian yang sering terjadi dan tidak dapat diabaikan pada aliran air yang menggunakan pipa adalah kerugian tekan akibat gesekan dan perubahan penampang atau pada belokan pipa yang menggangu aliran normal 2.5 Penyusutan Harga Istilah ekonomi yang digunakn untuk menghitung nilai penyusutan harga disebut depresiasi. Depresiasi adalah penurunan dalam nilai fisik properti seiring dengan waktu dan penggunaannya. Depresisai tersebut dapat menentukan penyusutan harga tiap tahun sampai dengan lifetime yaitu selama 10 tahun. Sehingga dapat ditentukan pengadaan modal setelah lifetime habis. Properti harus memenuhi ketentuan sebagai berikut, yaitu harus digunakan dalam usaha atau dipertahankan untuk menghasilkan pendapatan, harus mempunyai umur manfaat tertentu, dan umurnya harus lebih lama dari setahun, merupakan sesuatu yang mengalami peluruhan/ kehancuran, usang, atau mengalami pengurangan nilai dari nilai asalnya 3. METODOLOGI Metode yang digunakan dalam pengerjaan skripsi ini adalah: 1. Identifikasi dan Perumusan Permasalahan Merupakan hasil identifikasi terhadapap permasalahan yang diangkat dalam pengerjaan skripsi. Dari hasil identifikasi masalah dapat ditentukan langkah-langkah yang harus dilakukan dalam pengerjaan skripsi beserta metode yang diterapkan dalam menyelesaikan masalah yang adastudi Literatur 2. Studi Literatur Pada tahap ini dilakukan studi literatur terhadap berbagai referensi terkait dengan topik penelitian. Studi pustaka ini dimaksudkan untuk mencari konsep dan metode yang tepat untuk menyelesaikan masalah yang telah dirumuskan pada tahap sebelumnya dan untuk mewujudkan tujuan yang dimaksudkan. Studi pustaka ini termasuk mencari referensi atas teoriteori terkait atau hasil penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Studi literatur dapat diperoleh dari beberapa sumber, seperti buku, jurnal, paper dan internet. 3. Pengumpulan data Selama penulisan tugas akhir ini, penulis melakukan pengumpulan data untuk pengerjaan skripsi. Data yang didapat untuk menunjang pengerjaan skripsi ini di dapat baik dari internet maupunpengambilan data seacara langsung. Data yang diambil pada pengerjaan skripsi ini sebatas data-data dari kapal yang akan dianalisa seperti gambar lines plan, pompa yang digunakan pada kapal tersebut, gambar tangki ballast untuk mendukung agar pengerjaan skripsi ini dapat diselesaikan. 4. Penggunaan Tipe Independent dengan Main Ring Untuk penggunaan sistem pipa independen maupun sistem main ring untuk sistem ballast sebuah kapal merupakan sebuah pilihan dari pihak owner, namun dalam pengaplikasian nya sistem main ring lebih effektif untuk digunakan. Untuk sistem independent, memerlukan banyak instalasi perpipaan dalam pengaplikasian nya. Hal ini sangat berdampak kepada faktor ekonomis untuk sebuah sistem yang dapat dirubah ke sistem yang lebih sederhana yaitu sistem main ring. 5. Tipe Independent Sistem independent itu sendiri merupakan sebuah sistem ballast yang memerlukan sebuah instalasi pipa untuk setiap tangki nya. Apabila terjadi kerusakan pada salah satu pipa saja, maka sistem tersebut tidak akan berfungsi secara optimal. Setelah itu
dilakukan pengkajian secara ekonomis untuk sistem independent tersebut. 6. Tipe Main Ring Untuk tipe main ring itu sendiri merupakan sebua sistem ballast yang sangat sederhana dibandingkan sistem independent. Sistem tersebut hanya membutuhkan sebuah instalasi pipa yang terhubung antar tangki. Hanya saja untuk setiap behelmout membutuhkan sebuah katup yang dapat dioperasikan secara otomatis ( remotely valve ). Setelah didapatkan untuk semua instalasi yang dibutuhkan, dilakukan perhitungan secara ekonomis untuk sistem tersebut. 7. Penilaian Teknis Ekonomis Setelah didapatkan perhitungan secara teknis antara kedua sistem tersebut, dilakukan sebuah penilaian untuk setiap sistemnya. Dari hasil penilaian tersebut dapat diketahui sistem yang lebih effektif digunakan pada sebuah kapal khususnya untuk sistem ballast. Selain ditinjau dari segi teknis, juga perlu diperhatikan dari segi ekonomis pula. Karena kedua faktor tersebut sangat berpengaruh atas pemilihan antara sistem independent dengan sistem main ring sebuah instalasi sistem ballast. 4. PEMBAHASAN Dimensi utama kapal tersebut : L = 70 m B = 11 m T = 4.35 m Cb = 0.735 m ρ = 1.025 Gambar 3-dimensi untuk main ring sistem Head Statis Pada kasus ini, head statis yang diketahui adalah 5 m. Hal ini dikarenakan perbedaan ketinggian antara sisi suction berada pada posisi dibawah garis airdan discharge berada diatas garis air setinggi 1 m. Sehingga perbedaan ketinggian adalah 5 m. Head Pressure Pada kasus ini, head pressure yang diketahui adalah 0. Hal ini dikarenakan perbedaan tekanan antara sisi suction dan discharge sama sama berada pada posisi dibawah garis air. Sehingga tekanan yang diperoleh oleh kedua sisi tersebut adalah sama. Minor Losses Minor losses diperoleh dari losses aksesoris dari instalasi pipa. Minor losses didapatkan dari katup katup yang digunakan seperti butterfly valve, gate valve, non return valve dan remotely valve. Selain itu, minor losses juga didapatkan dari sambungan T yang digunakan, elbow / belokan serta strainer. Mayor Losses Mayor losses merupakan kerugian gesekan yang disebabkan karena factor gesekan yang disebabkan oleh panjang pipa yang digunakan
baik pada sisi suction maupun pada sisi discharge Head total dari losses adalah sebagai berikut : HLosses = hs + hp + hfs + hls + hfd + hld Hs = Head statis = 5 m Hp = Head pressure = 0 Hf s = Mayor losses suction = 3.5 m Hl s = Minor losses suction = 4.93 m Hf d = Mayor losses discharge = 0.856 m Hl d = Minor losses discharge = 3.69 m HLosses = 5 + 0 + 3.5 + 4.93 + 0.856 + 3.69 = 17.976 m Perhitungan Cost Untuk Main Ring Sistem Pada dasarnya perhitungan antar main ring sistem dengan independent sistem adalah sama, namun hanya jumlah part dari main ring sistem yang jauh lebih sederhana menyebabkan jumlah part yang dibutuhkan oleh sistem tersebut sedikit sehingga tidak membutuhkan banyak biaya 1. Biaya Modal ( Capital cost ) 2. Biaya Operasional 1. Biaya Design Pemasanga sebuah sistem, tentu membutuhkan sebuah acuan dalam pengerjaan nya yaitu gambar sebuah sistem ballast yang akan digunakan. Gambar yang telah didesign tentu harus sudah di approve oleh pihak klasifikasi. Dalam kasus ini pihak klasifikasi yang digunakan adalah Biro Klasifikasi Indonesia. Biaya design ditentukan saat design awal sebuah sistem oleh designer. Biaya yang dibutuhkan adalah 5% dari direct cost yaitu sebesar $ 971 atau sebesar Rp 8.253.500. 2. Biaya Class Biaya class dikeluarkan oleh pihak klasifikasi. Setelah designer mendesign sebuah gambar, maka harus dilakukan pemeriksaan gambar oleh klasifikasi. Setelah disetujui, maka design gambar sudah bisa dikerjakan oleh pihak galangan. Biaya class diambil sebesar 5% dari direct cost yaitu sebesar $ 971 atau sebesar Rp 8.253.500. 3. Biaya Pengawasan (Supervisi Commisioning) Biaya pengawasan diambil pada saat awal pemasangan sistem sampai dengan sistem tersebut selesai. Biaya pengawasan diambil sebesar 7% dari direct cost yaitu sebesar $ 1.359,4 atau sebesar Rp 11.554.900. 4. Biaya Fabrikasi Instalasi sistem ballast juga meliputi banyak aspek. Salah satunya adalah proses fabrikasi atau pemasangan dari sistem tersebut. Biaya fabrikasi diambil sebesar 30% dari direct cost yaitu sebesar $ 5826 atau sebesar Rp 49.521.000. 5. Biaya Docking Selain beberapa biaya diatas, instalasi sistem ballast tidak dapat dilakukan diatas air melainkan harus diatas dok. Dikarenakan biaya docking yang cukup mahal, maka perlu dilakukan perhitungan untuk biaya docking. Diketehui biaya docking adalah sebesar $ 4700 atau sebesar Rp 40.000.000. Proses Instalasi diprediksi lama pengerjaan nya adalah selama 30 hari. Maka total biaya docking adalah sebesar $ 141.000 atau sebesar Rp 1.198.500.000. Total biaya operasional adalah sebesar $ 150.127
3. Biaya Tahunan ( Annual Cost ) Perumusan untuk menganalisa biaya maintenance dari Main Ring sistem ballast diasumsikan 8% dari Capital cost, sehingga didapatkan nilai dari biaya perawatan untuk main ring sistem. Perawatan dari main ring sistem membutuhkan sedikit ekstra perawatan untuk automatic valve. Biaya perawatan dari Independent sistem adalah sebesar $ 15.661,92 atau sebesar Rp 133.126.320 tiap tahun 5. KESIMPULAN Analisa Teknis - Panjang pipa dari main ring sistem lebih pendek dari independent sistem yaitu sampai setengah dari independent sistem - Head Losses dari independent sistem 17.976 m Losses dari main ring sistem diperoleh sedikit lebih kecil dibandingkan dengan independent sistem akibat dari lebih pendeknya instalasi pipa dengan laju aliran sebesar 3 m/s. - Head statis dari sistem ini adalah 5 m. Hal ini didasarkan atas perbedaan ketinggian antara sisi tekan dan hisap - Nilai reynold number yang didapatkan adalah sebesar Re = 4.2 x 10 5 sehingga laju aliran bersifat turbulensi. 4. Perhitungan penyusutan harga Metode yang digunakan adalah dengan presentase kontan dengan asumsi bahwa biaya depresiasi tahunan adalah suatu persentase yang tetap dari awal tahun. Analisa Ekonomis - Jumlah komponen dari main ring sistem jauh lebih sederhana sehingga dapat meminimalkan biaya realisasi dari main ring untuk diaplikasikan pada kapal MT Yan 1. Total biaya keseluruhan untuk main ring sistem sebesar $ 15.630 perbedaan harganya adalah sebesar $ 3.790 dolar dari independent sistem. - Lebih effisien penggunaan main ring sistem daripada Independent sistem yang membutuhkan banyak biaya serta sistem yang lebih rumit. Daftar Pustaka - Laboratorium Marine Electrical and Automation System FTK ITS,2009, Marine Engineering - Prastowo,Hari,Ir,MSc, 2009.Hand Out Sistem Perpipaan Kapal, Jurusan Teknk Sistem Perkapalan FTK ITS,Surabaya - Harrington, Roy L, 1992. Marine Engineering. SNAME,New York
- Smith, Peter and Zappe, R.W. Valve Selection Handbook. Fifth Edition - Priyanto, Soegeng. 1992.Penyederhanaan Sistem Ballast Pada Kapal Cakra Jaya 3000DWT. Surabaya. Tugas Akhir Jurusan Teknik Permesinan Kapal FTK ITS - Sitohang,Fretty H.2010.Tinjauan Teknis Ekonomis Perbandingan Penggunaan Diesel Engine dan Motor Listrik Sebagai Penggerak Cargo Pump Pada Kapal Tanker KM Avila. Surabaya. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS - www.blogspot.com/m.anshari Akbar - Alibaba.com diakses tanggal 06 Januari 2011