ANALISA TEKNIK DAN EKONOMIS VARIASI JENIS BAMBU SEBAGAI BAHAN LAMINASI UNTUK PEMBUATAN KAPAL IKAN Disusun oleh : Yohanes Edo Wicaksono (4108.100.048) Dosen Pembimbing : Ir. Heri Supomo, M.Sc Sri Rejeki Wahyu Pribadi, S.T, M.T. JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013
LATAR BELAKANG Kayu merupakan bahan utama pembuatan kapal perikanan di Indonesia. Produksi kayu semakin menurun. Kayu semakin langkah hdan mahal. Diperlukan material alternatif pengganti kayu. Di indonesia terdapat 153 jenis bambu dan beberapa jenis bisa dimanfaatkan sebagai material alternatif.
PERUMUSAN MASALAH Jenis bambumanakahb yang paling bagus untuk menggantikan kayu jati sebagai material pembuatan kapal ikan? Apakah struktur bambu laminasi ini dapat memenuhi beban yang diterima pada bagian lambung kapal ikan 30 GT? Berapa dimensi konstruksi lambung kapal berbahan bambu laminasi untuk kapal ikan 30 GT? Bagaimana analisa ekonomis produksi kapal ikan menggunakan bambu laminasi pada bagian lambung kapal ikan 30 GT?
BATASAN MASALAH Material yang digunakan untuk membuat spesimen adalah bambu betung, bambu ori dan bambu jawa. Bahan perekat yang digunakan adalah lem jenis epoxy marine use. Obyek yang diteliti adalah kapal ikan 30 GT. Analisa teknis dilakukan berdasarkan pengujian kuat tarik dan kuat tekan bambu laminasi. Standar pengujian yang digunakan adalah pengujian tekan dan tarik berdasarkan standar SNI 03-3973-1995 dan SNI 03-3399-1994. Analisa ekonomis hanya dilakukan perhitungan biaya Analisa ekonomis, hanya dilakukan perhitungan biaya produksi laminasi bambu tanpa menghitung overhead cost.
TUJUAN Menentukan jenis bambu yang paling baik untuk dijadikan material alternatif pengganti kayu sebagai bahan pembuatan kapal. Mendapatkan nilai kuat tarik dan tekan dari bambu laminasi untuk setiap beban pada lambug kapal ikan 30 GT. Menentukan dimensi konstruksi lambung kapal berbahan bambu laminasi untuk kapal ikan 30 GT. Mendapatkan total biaya produksi kapal ikan menggunakan bambu laminasi pada bagian lambung kapal ikan 30 GT.
MANFAAT Memberikan acuan dalam pemilihan jenis bambu yang ideal sebagai bahan material laminasi untuk pembuatan kapal ikan. Memberikan gambaran dan masukan dalam pembuatan kapala ikan berbahan bambu laminasi. i
HIPOTESA Bambu betung merupakan jenis bambu yang paling bagus untuk dijadikan material alternatif pembuatan kapal ikan.
FLOW CHART PENGERJAAN
FLOW CHART PENGERJAAN
PERSIAPAN BAHAN
PROSES PEMBUATAN MATERIAL 1 2 3 4 5 6 7
PENENTUAN SUSUNAN LAYER LAMINASI Variasi 1 (100 % Betung) Variasi 2 (100% Ori) Variasi 3 (100% Jawa)
PENENTUAN SUSUNAN LAYER LAMINASI Variasi i 4 (40 % Ori, 40 % Jawa, 20 % Betung) Variasi 5 (40%Betung,40%Ori,20%Jawa) Variasi 6 (40 % Jawa, 40 % Betung, 20 % Ori)
STANDAR SPESIMEN UJI Spesimen Uji Tarik Standar SNI 03 3399 1994 Dimensi 25 x 25 x 460 mm Spesimen Uji Tekan Standar SK SNI M 27 1991 03 Dimensi 50x50x200 mm
SPESIMEN PENGUJIAN TARIK DAN TEKAN 18 spesimen uji tarik 18 spesimen uji tekan
GRAFIK HASIL PENGUJIAN TARIK Contoh grafik hasil uji tarik dengan beban maksimum : E1 = 15,5 KN, E2 = 12,8 KN, E3 = 15,6 KN
GRAFIK PENGUJIAN TEKAN Contoh grafik hasil uji tekan dengan beban maksimum : A1 = 136 KN, A2 = 157 KN, A3 = 157 KN
ANALISA TEKNIS HASIL PENGUJIAN TARIK DAN TEKAN Data Hasil Pengujian Tarik Jenis Bambu P Maks (KN) A σ maks (N/mm 2 ) σ Rata-Rata σ Rata-Rata 1 2 3 mm 2 1 2 3 N/mm 2 Kg/cm 2 Variasi 1 13000 13300 13100 175 74.29 76 74.86 75.05 765.01 Variasi 2 15500 12800 15600 175 88.57 73.14 89.14 83.62 852.39 Variasi 3 10700 11800 9600 175 61.14 67.43 54.86 61.14 623.27 Variasi 4 14000 13800 13900 175 80.00 78.86 79.43 79.43 809.67 Variasi 5 16300 14300 17600 175 93.14 81.71 100.57 91.81 935.88 Variasi 6 11000 11200 10750 175 62.86 64.00 61.43 62.76 639.77 Data Hasil Pengujian Tekan Jenis Bambu P Maks (N) A σ maks (N/mm 2 ) σ Rata-Rata σ Rata-Rata 1 2 3 mm 2 1 2 3 N/mm 2 Kg/cm 2 Variasi 1 148000 143000 142000 2500 59.2 57.2 56.8 57.77 588.5252 Variasi 2 136000 157000 157000 2500 54.4 62.8 62.8 60.0 611.62 Variasi 3 109500 118000 117000 2500 43.8 47.2 46.8 45.9 468.23 Variasi 4 129000 130000 132000 2500 51.6 52 52.8 52.1 531.43 Variasi 5 128000 132000 130000 2500 51.2 52.8 52 52.0 530.0707 Variasi 6 123000 121000 119000 2500 49.2 48.4 47.6 48.4 493.37
ANALISA TEKNIS HASIL PENGUJIAN TARIK DAN TEKAN
ANALISA TEKNIS HASIL PENGUJIAN TARIK DAN TEKAN
PERBANDINGAN BAMBU LAMINASI DENGAN KAYU JATI Setelah didapat nilai i tegangan g material alternatif tif maka selanjutnya hasil terebut dibandingkan dengan kekuatan dari material pembanding yaitu kayu jati dengan ketentuan : σ tarik bambu laminasi > σ tarik kayu jati = material laminasi diterima Hasil : σ tarik bambu laminasi 1,2,3,4,5,6 > σ tarik kayu jati (69.92 N/mm 2 ) σ tekan bambu laminasi 1 dan 2 > σ tekan kayu jati (53.95 N/mm 2 )
PENGKELASAN BAMBU LAMINASI Kelas Kuat Kayu Berdasarkan Kuat Lentur dan Tekan Kelas Kuat Berat Jenis Kering Udara Kukuh Lentur Mutlak Kukuh Tekanan Mutak Kg / cm 2 I > 09 0,9 > 1100 > 650 II 0,6 0,9 725-1100 425 650 III 0,4 0,6 500 725 300 425 IV 0,3 0,4 360-500 215 300 V <03 0,3 < 360 < 215 Bambu Laminas i Kelat Kuat Bambu Laminasi Kukuh Lentur Mutlak Kukuh Tekanan Mutlak Kelas Kuat Kg / cm 2 Uji Tarik Uji Tekan Variasi 1 765.01 588.52 Kelas II Kelas II Variasi 2 852.39 611.62 Kelas II Kelas II Variasi 3 623.27 468.23 Kelas III Kelas II Variasi 4 809.67 531.43 Kelas II Kelas II Variasi 5 935.88 530.07 Kelas II Kelas II Variasi 6 639.77 493.37 Kelas III Kelas II
PERHITUNGAN DIMENSI LAMBUNG KAPAL Variasi 1 Perhitungan Lambung Kapal 30GT No Panjang (m) Tebal (m) Luas (m 2 ) Luas (mm 2 ) 1 3.99 0.04 0.1596 159600 Kuat Tarik Kayu Jati Fc= 69.62N/mm62N/mm 2 A= 159600mm 2 Beban maximum Longitudinal Deck N/mm 2 mm 2 Pmax= 11111352.00N Kuat Tarik Laminasi Bambu Betung Variasi 1 Fc= 75.05N/mm 2 A= 148057.36mm 2 Ukuran Lambung Kapal Variasi 1 No Luas (m 2 ) Panjang (m) Tebal (m) 1 0.148057355 399 3.99 0.037037 Prosentase Pengurangan Ketebalan Lambung kapal Tebal Lambung Awal = 0.04 Tebal Lambung Akhir = 0.04 7.23%
PERHITUNGAN DIMENSI LAMBUNG KAPAL Ukuran Tebal Lambung Kapal Berdasarkan Nilai Kuat Tarik No Bahan Panjang (m) Tebal (m) Luas (m 2 ) Prosentase 1 Jati 3.99 0.04 0.159-2 Variasi 1 399 3.99 0.037037 0.148 7.23% 3 Variasi 2 3.99 0.033 0.133 16.38% 4 Variasi 4 3.99 0.035 0.139 12.35% 5 Variasi 5 399 3.99 0.030030 0.121 23.84% Ukuran Tebal Lambung Kapal Berdasarkan Nilai Kuat Tekan No Bahan Panjang (m) Tebal (m) Luas (m 2 ) Prosentase 1 Jati 3.99 0.04 0.199-2 Variasi 1 399 3.99 0.037037 0.186 6.55% 3 Variasi 2 3.99 0.036 0.179 10.08% 4 Variasi 4 3.99 0.047 0.206 3.48% 5 Variasi 5 399 3.99 0.042042 0.207 3.75%
ANALISA EKONOMIS BAMBU LAMINASI Harga Bambu Betung Per Kubik Harga bambu 1 pohon (12 m) Rp 40.000,00 Harga bambu 1 meter Rp 3.333,33 Harga bambu 1 bilah Rp 416,67 Volume bilah bambu 1 m 3 0.0001500015 m 3 Jumlah bilah 1m 3 6666,66 bilah Harga bambu per m3 Rp 2.777.500,00 Harga bambu per layer Rp 13.887,5 Harga Bambu Jawa Per Kubik Harga bambu 1 pohon (12 m) Rp 20.000,00 Harga bambu 1 meter Rp 1.666,66 Harga bambu 1 bilah Rp 416,66 Volume bilah bambu 1 m 3 0.00015 m 3 Jumlah bilah 1m 3 6666,66 bilah Harga bambu per m3 Rp 2.777.500,00 Harga bambu per layer Rp 13.887,5 Harga Bambu Ori Per Kubik Harga bambu 1 pohon (12 m) Rp 35.000,00 Harga bambu 1 meter Rp 2.916,66 Harga bambu 1 bilah Rp 364,58 Volume bilah bambu 1 m 3 0.00015 m 3 Jumlah hbilah h1m 6666,66 bilah Harga bambu per m3 Rp 2.430.313,00 Harga bambu per layer Rp 12.151,6
ANALISA EKONOMIS BAMBU LAMINASI Jenis Bambu Perbandingan Lapisan Lapisan Layer 1 m 3 Betung Ori Jawa Betung Ori Jawa Bambu O-J-B-J-O 1 2 2 40 80 80 Bambu B-O-J-O-B 2 2 1 80 80 40 Bambu J-B-O-B-J 2 1 2 80 40 80 Jenis Bambu Harga per Layer Betung Ori Jawa Total Bambu O-J-B-J-O Rp 555.500,00 Rp 972.125,00 Rp 1.111.000,00 Rp 2.638.625,00 Bambu B-O-J-O-B Rp 1.111.000,00 Rp 972.125,00 Rp 555.500,00 Rp 2.638.625,00 Bambu J-B-O-B-J Rp 1.111.000,00 Rp 486.062,5 Rp 1.111.000,00 Rp 2.708.062,5
Perhitungan Harga Lem Harga 1 kg epoxy Rp 125.000,00 Luas permukaan epoxy 58.064 cm 2 Luas permukaan laminasi Permukaan atas 100 x 100 10.000 cm 2 Permukaan sisi 0.5 x 100 50 cm 2 Perhitungan Waktu Pengerjaan Jumlah batang yang dibutuhkan 50 x 34 1700 cm 2 Luas permukaan atas dan bawah 11.700 cm 2 Luasan total bambu laminasi 200 x 11700 2.340.000 cm 2 Kebutuhan epoxy 1 m 3 bambu 40,3 cm 3 2.340.000/58.064 Total biaya 40,3 x Rp 125.00,00 Rp 5.037.544,778 (6666/8)/6 138,9 batang 138,9 batang dibelah menjadi 666,6 lonjor 666,6 x 0.5 menit 333,3 menit 666,6 lonjor dipecah menjadi 6666 bilah 666,6 x 1 menit 666,6 menit 6666 bilah diratakan dengan mesin multistripsaw 6666 x 0.5 menit 3333 menit 6666 bilah diplanar dengan mesin planar 6666 x 0.5 menit 3333 menit Waktu pengeleman dan pengepresan 240 menit Total waktu 7905,9 menit 131,8 jam Biaya tenaga kerja Biaya tenaga kerja per hari Rp 75.000,00 Jam kerja efektif 8 jam Biaya jam orang Rp 75.000,00/8 jam Rp 9.375,00 Biaya tenaga kerja per hari 131,8 jam x Rp 9.375,00 Rp 1.235296,88
Biaya Total Laminasi 1 m 3 Laminasi Variasi 1 Rp 2.777.500,00 + Rp 5.037.544,778 Rp 7.815.044,77 Variasi 2 Rp 2.430.313,00 + Rp 5.037.544,778 Rp 7.467.857,27 Variasi 3 Rp 2.777.500,00 + Rp 5.037.544,778 Rp 7.815.044,77 Variasi 4 Rp 2.638.625,00 + Rp 5.037.544,778 Rp 7.676.169,77 Variasi 5 Rp 2.638.625,00 + Rp 5.037.544,778 Rp 7.676.169,77 Variasi 6 Rp 2.708.062,4 + Rp 5.037.544,778 Rp 7.745.607,27 No Item Luas (m 2 ) Jumlah Volume Tebal (m) Item (m 3 ) IDR Harga Material Lambun 1 g 123.263 1 0.04 4.93052 24,000,000 118332480
PERHITUNGAN BIAYA PRODUKSI No Material Item Luas (m 2 ) Volume (m 3 ) IDR Harga Material Biaya Tenaga Kerja Per m 3 Biaya Tenaga Kerja Total Biaya Produksi 1 Variasi 1 Lambung 123.26 4.930 Rp 7.815.045 Rp 38.532.234,58 Rp 1.235.296 Rp 60.90.655 Rp 44.622.890 2 Variasi 2 Lambung 123.26 4.930 Ro 7.467.857 Rp 36.820.419,67 Rp 1.235.296 Rp 60.90.655 Rp 42.911.075 3 Variasi 3 Lambung 123.26 4.930 Rp 7.815.045 Rp 38.532.234,58 Rp 1.235.296 Rp 60.90.655 Rp 44.622.890 4 Variasi 4 Lambung 123.26 4.930 Rp 7.676.170 Rp 37.847.508,61 Rp 1.235.296 Rp 60.90.655 Rp 43.938.164 5 Variasi 5 Lambung 123.26 4.930 Rp 7.676.170 Rp 37.847.508,61 Rp 1.235.296 Rp 60.90.655 Rp 43.938.164 6 Variasi 6 Lambung 123.26 4.930 Rp 7.745.607 Rp 38.189.971,6 Rp 1.235.296 Rp 60.90.655 Rp 44.280.527
KESIMPULAN Secara teknis, ditinjau dari hasil pengujian kuat tarik dan kuat tekan bambu laminasi variasi 1 (bambu B-B-B-B-B) dan variasi 2 (bambu O- O-O-O-O) dapat melebihi nilai kuat tarik dan tekan dari kayu jati. Untuk variasi 1 memiliki nilai kuat tarik 75.05 N/mm 2 dan kuat tekan 57.73 N/mm 2, variasi 2 memiliki nilai kuat tarik 83.62 N/mm 2 dan kuat tekan 62.8 N/mm 2. Dari sisi regangan akibat pembebanan, material bambu laminasi betung memiliki nilai regangan yang lebih besar dari material bambu laminasi ori, bambu jawa dan bambu campuran. Nilai regangan bambu betung 62.5 dan 3.33 mm. Hal ini menunjukan bambu betung memiliki nilai elastisitas yang baik ketika diberi tegangan tarik maupun tekan dan sangat cocok bila dijadikan material alternatif untuk pembangunan kapal ikan.
KESIMPULAN Nilai tebal kulit lambung kapal berbahan bambu laminasi yang didapat dari analisa perhitungan kuat tarik, variasi 1 memiliki tebal kulit 0.046 m dengan nilai prosentase pengurangan ketebalan kulit sebesar 7.23 % dan variasi 2 memiliki tebal 0.042dengan nilai prosentase pengurangan ketebalan kulit sebesar 16.38 %. Dari analisa pengujian kuat tekan, variasi 1 memiliki tebal kulit 0.047 m dengan nilai prosentase pengurangan ketebalan kulit sebesar 6.55 % dan variasi 2 memiliki tebal 0.045 dengan nilai prosentase pengurangan ketebalan kulit sebesar 10.0808 %. Secara ekonomis, total biaya produksi pembuatan lambung kapal ikan 30 GT berbahan bambu laminasi jauh lebih murah dibandingkan dengan kayu jati, bambu laminasi variasi 1 memiliki biaya produksi sebesar Rp 44.622.890,52, variasi 2 memiliki biaya produksi sebesar Rp 42.911.075,61, variasi 3 memiliki biaya produksi sebesar Rp 44.622.890.53, variasi 4 memiliki biaya produksi Rp 43.938.164,56, variasi 5 memiliki biaya produksi sebesar Rp 43.938.164,56, dan variasi 6 memiliki biaya produksi sebesar Rp 44.280.527,54.
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
Bambu memiliki kuat tarik yang lebih baik daripada baja tulangan beton. Pada gambar di bawah ditunjukkan bahwa kekuatan tarik bambu ori hampir mencapai 5000 kg/cm 2 atau dua kali lipat dibandingkan dengan kekuatan tarik baja tulangan beton yang hanya 2400 kg/cm 2. Sedangkan jenis bambu lainnya yaitu bambu betung mempunyai kekuatan tarik antara 3000 3500 kg/cm 2,dimana kekuatan tersebut masih lebih baik dibandingkan dengan kekuatan beton tulangan baja. (Sumber Morisco)
Batang komposit (sandwich) kayu dengan teknik laminasi
Strength (kekuatan) merupakan kemampuan dari suatu material untuk menahan beban tanpa mengalami kepatahan Toughness merupakan sifat benda yang tidak akan patah atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba tiba. Ketahanan (toughness) dari sebuah material berada di bawah kurva tegangan dan regangan. Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum tentu tahan untuk direntangkan. Sedangkan substansi dari perengangan adalah kekutan, tetapi tidak mengalami deformasi yang besar.
KONDISI SAGGING Kondisi i dimana kapal ditumpu pada kd kedua ujung Kapal menerima gaya tekan pada geladak utama (main deck) Gaya tarik bekerja pada bagian lunas (keel)
KONDISI HOGGING Kondisi i dimana kapal ditumpu pada bagian tengah kapal Gaya tarik terjadi di geladak utama (main deck) Gaya tekan luna (keel)
PEMAKAIN KAYU UNTUK KONSTRUKSI KAPAL Kelas Kuat Pemakaian I II Semua Bagian Kapal Lunas, gading, linggi, kulit, balok geladak, papan geladak, galar III Konstruksi diatas garis air, dinding rumah geladak, papan geladak, konstruksi bagian dalam, tiang layar IV V Konstruksi diatas garis air, papan-papan Konstruksi diatas garis air